(57)【要約】  アダプター入力端子（第１端子）ＰＶＩＮには、外部電源２１０が接続される。パス入力端子（第２端子）ＢＡＴ１には電池１１０が接続される。選択回路（第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２、ロジック回路１４）は、外部電源２１０からの入力電圧ＶＩＮと、電池電圧ＶＢＡＴを比較し、いずれかを選択する。システム電源供給端子ＳＹＳからは、選択回路により選択された電圧が、外部の負荷回路へと出力される。充電回路は、外部電源２１０からの入力電圧ＶＩＮを利用して電池１１０を充電する。
2009072281.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部電源が接続される第１端子と、
電池が接続される第２端子と、
前記第１端子に印加された前記外部電源からの電圧と、前記第２端子に印加された前記電池からの電池電圧を比較し、前記外部電源からの電圧と前記電池からの電池電圧のいずれかを選択する選択回路と、
前記選択回路により選択された電圧を、外部の負荷回路へと出力する出力端子と、
前記外部電源からの電圧を利用して前記電池を充電するＤＣ／ＤＣコンバータ型の充電回路と、
を備えることを特徴とする電源管理回路。
【請求項２】
前記選択回路は、
前記第１端子と前記出力端子の間に設けられた第１スイッチと、
前記第２端子と前記出力端子の間に設けられた第２スイッチと、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の電源管理回路。
【請求項３】
前記第１端子に入力された前記外部電源からの電圧に応じた検出電圧を、所定の第１しきい値電圧と比較する入力電圧検出コンパレータをさらに備え、前記検出電圧が前記第１しきい値電圧より低いとき、前記第１スイッチをオフ、前記第２スイッチをオンに設定することを特徴とする請求項２に記載の電源管理回路。
【請求項４】
前記第１端子に入力された電圧が前記第１しきい値電圧より高い場合、前記第１端子の電圧と前記第２端子の電圧を比較し、前記第１端子の電圧の方が低いとき、第２スイッチをオン、第１スイッチをオフに設定し、前記第１端子の電圧の方が高いとき、第１スイッチをオン、第２スイッチをオフに設定することを特徴とする請求項３に記載の電源管理回路。
【請求項５】
前記第１端子に入力された前記外部電源からの電圧に応じた検出電圧を、所定の第２しきい値電圧と比較する入力電圧検出コンパレータをさらに備え、前記検出電圧が前記第２しきい値電圧より高いとき、前記第１スイッチをオフ、前記第２スイッチをオンに設定することを特徴とする請求項２に記載の電源管理回路。
【請求項６】
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ型の充電回路は、前記第１端子と固定電圧端子の間に設けられた第１トランジスタを含むスイッチング電源であり、
前記電源管理回路は、前記第１トランジスタに流れる電流を検出する入力電流検出部をさらに備え、
前記入力電流検出部は、
一端が前記第１端子に接続され、前記第１トランジスタと直列に設けられた第１抵抗と、
前記第１端子と前記固定電圧端子の間に直列に設けられた第２抵抗、第３トランジスタ、第３抵抗と、
非反転入力端子に、前記第１抵抗の他端の電位が入力され、反転入力端子に前記第２抵抗と前記第３トランジスタの接続点の電位が入力された演算増幅器と、
を含み、前記第３抵抗の電圧降下を、前記第１トランジスタに流れる電流に応じた信号として出力し、
前記第１トランジスタのスイッチング動作は、前記入力電流検出部から出力される信号に応じて制御されることを特徴とする請求項１に記載の電源管理回路。
【請求項７】
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ型の充電回路は、前記第１端子と固定電圧端子の間に設けられた第１トランジスタを含むスイッチング電源であり、
前記電源管理回路は、前記充電回路から前記電池へと供給される充電電流を検出する充電電流検出回路をさらに備え、
前記充電電流検出回路は、
前記充電電流の経路上に設けられ、一端が前記電池と接続された検出抵抗と、
前記検出抵抗の他端と前記固定電圧端子の間に直列に設けられた第４抵抗、第４トランジスタ、第５抵抗と、
非反転入力端子に、前記検出抵抗の一端の電位が入力され、反転入力端子に前記第４抵抗と前記第４トランジスタの接続点の電位が入力された演算増幅器と、
を含み、前記第５抵抗の電圧降下を、前記充電電流に応じた信号として出力し、
前記第１トランジスタのスイッチング動作は、前記充電電流検出回路から出力される信号が、所定の目標値に近づくように制御されることを特徴とする請求項１に記載の電源管理回路。
【請求項８】
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ型の充電回路は、前記第１端子と固定電圧端子の間に設けられた第１トランジスタを含むスイッチング電源であり、
前記電源管理回路は、前記電池の電圧を所定の基準電圧と比較する電池電圧検出回路をさらに備え、
前記第１トランジスタのスイッチング動作は、前記電池の電圧が前記基準電圧が近づくように制御されることを特徴とする請求項１に記載の電源管理回路。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アダプタからの外部電圧および電池電圧を管理する電源管理回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の携帯電話、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、ノート型パーソナルコンピュータなどのさまざまな電子機器には、デジタル信号処理を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）や、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、あるいは、液晶パネル、その他のアナログ、デジタル回路など、多くの電子回路が搭載される。電源として電池が搭載される電池駆動型の電子機器においては、機器内部の各電子回路は、電池からの電池電圧によって動作する。【０００３】
電子機器には、ＡＣアダプタやＵＳＢ（Universal Serial Bus）ポートなどの外部電源からの電源供給を受け、電池の残量が少なくても、あるいは電池が装着されていなくても動作可能なものがある。この場合、外部電源からの電圧と、電池からの電圧のいずれによって電子機器を動作させるかを制御するための電源管理回路（パワーマネージメントＩＣ）が設けられる。電池がリチウムイオン電池などの二次電池の場合、電源管理回路には、外部電源からの電圧によって電池を充電する機能が設けられる。
【特許文献１】特開平９−２１９９３５号公報
【特許文献２】特開平３−４９４１８号公報
【特許文献３】特開昭６１−８６７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は係る状況においてなされたものであり、その目的は、様々な電源を統合的に管理可能な電源管理回路の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のある態様は、電源管理回路に関する。この電源管理回路は、外部電源が接続される第１端子と、電池が接続される第２端子と、第１端子に印加された外部電源からの電圧と、第２端子に印加された電池からの電池電圧を比較し、外部電源からの電圧と電池からの電池電圧のいずれかを選択する選択回路と、選択回路により選択された電圧を、外部の負荷回路へと出力する出力端子と、外部電源からの電圧を利用して電池を充電するＤＣ／ＤＣコンバータ型の充電回路と、を備える。【０００６】
なお、以上の構成要素の任意の組合せや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、さまざまな電源を統合的に管理できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態に係る電源管理回路を備える電子機器の構成を示す回路図である。
【図２】第１スイッチ、第２スイッチの状態を示す図である。
【図３】入力電流検出部の構成例を示す回路図である。
【図４】充電電流検出回路の構成を示す回路図である。
【図５】図５（ａ）、（ｂ）は、温度検出および電池検出に関連する周辺回路を示す図である。
【図６】入力端子の値と、各モードの対応関係を示す図である。
【図７】充電回路の状態遷移図である。
【図８】各ステートごとのステート信号の値を示す図である。
【図９】電源管理回路の入出力端子の一覧を示す図である。
【図１０】電源管理回路を裏面から見たときの電極の配置図を示す図である。
【図１１】電源管理回路の定格動作条件を示す図である。
【符号の説明】
【０００９】
１００…電源管理回路、１１０…電池、１１４…アダプター入力端子、２１０…外部電源、Ｃ１…平滑キャパシタ、Ｃ２…出力キャパシタ、Ｌ２…出力インダクタ、Ｃ１０…入力キャパシタ、Ｒ１１…抵抗、ＳＷ１…第１スイッチ、ＳＷ２…第２スイッチ、ＳＷ２ｅ…外部第２スイッチ、１０…入力電流検出部、１２…入力電圧検出コンパレータ、１４…ロジック回路、１６…サーマルシャットダウン回路、１８…オシレータ、２０…充電電流検出回路、２２…出力電圧検出回路、２４…電池電圧検出回路、２６…基準電圧源、２８…温度検出回路、３０…電池セル検出回路、ＰＶＩＮ…アダプター入力端子、ＢＡＴ１…パス入力端子、ＢＡＴ２…電池電圧検出入力端子、ＳＹＳ…システム電源供給端子、ＴＳ…温度検出端子、Ｍ１…第１トランジスタ、Ｍ２…第２トランジスタ、ＲＳＮＳ…検出抵抗、Ｓ１００…サスペンド状態、Ｓ１０２…プリチャージ状態、Ｓ１０４…急速充電状態、Ｓ１０６…終止電流検出状態、Ｓ１０８…充電完了状態、Ｓ１１０…電池エラー停止状態、Ｓ１１２…温度停止状態。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。【００１１】
本明細書において、「部材Ａが部材Ｂに接続された状態」とは、部材Ａと部材Ｂが物理的に直接的に接続される場合や、部材Ａと部材Ｂが、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
同様に、「部材Ｃが、部材Ａと部材Ｂの間に設けられた状態」とは、部材Ａと部材Ｃ、あるいは部材Ｂと部材Ｃが直接的に接続される場合のほか、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。【００１２】
図１は、実施の形態に係る電源管理回路１００を備える電子機器２００の構成を示す回路図である。電子機器２００は、たとえば携帯電話端末や、ＰＤＡ、ノート型ＰＣをはじめとする電池駆動型の情報端末機器である。電子機器２００は、電源管理回路１００に加えて、電池１１０、アダプター入力端子１１４および負荷（システム）を備える。【００１３】
電池１１０は、リチウムイオン電池やニッケル水素電池などの２次電池であり電池電圧ＶＢＡＴを出力する。
アダプター入力端子１１４は、外部電源２１０が着脱可能な端子であり、外部電源２１０からの電圧（以下、外部電圧という）ＶＩＮを受ける。外部電源２１０は、ＡＣアダプタ２１０ａ、あるいはＵＳＢ電源２１０ｂである。【００１４】
電源管理回路１００は、外部電圧ＶＩＮおよび電池電圧ＶＢＡＴを受け、いずれかを選択して負荷（以下、システムという）に供給するとともに、外部電圧ＶＩＮを利用して電池１１０を充電する。システムは、図示しない電源回路や、ＤＳＰ、液晶パネルをはじめ、その他のアナログ回路、デジタル回路を含む。【００１５】
電源管理回路１００は、半導体基板上に機能ＩＣとして集積化される。電源管理回路１００はアダプター入力端子ＰＶＩＮに外部電圧ＶＩＮを受ける。アダプター入力端子ＰＶＩＮには入力キャパシタＣ１０が接続され、外部電圧ＶＩＮが安定化される。【００１６】
また、パス入力端子ＢＡＴ１には電池１１０が接続され、電池電圧ＶＢＡＴが入力される。
システム電源供給端子ＳＹＳには、電圧供給先のシステムが接続される。【００１７】
電源管理回路１００は、インテリジェントパス回路と、充電回路を備えて構成される。以下、これらについて順に説明する。【００１８】
１．  インテリジェントパス回路
インテリジェントパス回路は、パス入力端子ＢＡＴ１の電池電圧ＶＢＡＴと、アダプター入力端子ＰＶＩＮの外部電圧ＶＩＮの電圧の大小関係に応じて、いずれか一方を選択して、システム電源供給端子ＳＹＳに接続されるシステムに供給する。【００１９】
インテリジェントパス回路は、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２、ＳＷ２ｅを備える。第１スイッチＳＷ１および内部第２スイッチＳＷ２は電源管理回路１００に集積化され、外付け第２スイッチＳＷ２ｅは電源管理回路１００の外部にディスクリート素子で構成される。【００２０】
第１スイッチＳＷ１は、アダプター入力端子ＰＶＩＮとシステム電源供給端子ＳＹＳの間に設けられる。第１スイッチＳＷ１のオン、オフは、制御信号Ｓ１によって制御される。内部第２スイッチＳＷ２はパス入力端子ＢＡＴ１とシステム電源供給端子ＳＹＳの間に設けられる。外部第２スイッチＳＷ２ｅは、内部第２スイッチＳＷ２と並列に、電源管理回路１００の外部に設けられる。外部第２スイッチＳＷ２ｅはＰチャンネルＭＯＳＦＥＴであり、そのゲートは外付ＰＭＯＳゲート制御出力端子ＧＡＴＥに接続される。内部第２スイッチＳＷ２および外部第２スイッチＳＷ２ｅのペアのオン、オフは、制御信号Ｓ２によって同期して制御される。以下、内部第２スイッチＳＷ２、外部第２スイッチＳＷ２ｅを総称し、単に第２スイッチＳＷ２という。ドライバ２は、制御信号Ｓ２にもとづいて外部第２スイッチＳＷ２ｅのゲート電圧を生成する。【００２１】
ロジック回路１４は、制御信号Ｓ１、Ｓ２を生成し、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２を制御する。
第１スイッチＳＷ１がオン、第２スイッチＳＷ２がオフすると、アダプター入力端子ＰＶＩＮの外部電圧ＶＩＮがシステム電源供給端子ＳＹＳに出力される。反対に第２スイッチＳＷ２がオン、第１スイッチＳＷ１がオフすると、電池電圧ＶＢＡＴがシステム電源供給端子ＳＹＳに出力される。【００２２】
図２は、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２の状態を示す図である。
アダプタからの入力電圧ＶＩＮが減電圧状態のとき、第２スイッチＳＷ２がオン、第１スイッチＳＷ１がオフに設定され、電池１１０からシステムへの電力供給が行われる（Ｓ１０、Ｓ１１）。減電圧状態は、後述する入力電圧検出コンパレータ１２により検出される。【００２３】
アダプタ（外部電源２１０）からの入力電圧ＶＩＮが通常動作状態の場合、電池電圧ＶＢＡＴと入力電圧ＶＩＮが比較される。比較の結果、入力電圧ＶＩＮの方が低い（たとえばＶＩＮ＜ＶＢＡＴ＋１００ｍＶ）とき、第２スイッチＳＷ２がオン、第１スイッチＳＷ１がオフとなり、電池１１０からシステムへの電力供給が行われる（Ｓ１２）。
比較の結果、入力電圧ＶＩＮの方が高い（たとえばＶＩＮ＞ＶＢＡＴ＋２００ｍＶ）とき、第２スイッチＳＷ２がオフ、第１スイッチＳＷ１がオンとなり、外部電源２１０からシステムへの電力供給が行われる（Ｓ１３）。入力電圧ＶＩＮと電池電圧ＶＢＡＴは、図示しないコンパレータによって比較される。【００２４】
アダプタからの入力電圧ＶＩＮが過電圧状態のとき、第２スイッチＳＷ２がオン、第１スイッチＳＷ１がオフに設定され、電池１１０からシステムへの電力供給が行われる（Ｓ１４、Ｓ１５）。過電圧状態は、後述する入力電圧検出コンパレータ１２により検出される。【００２５】
このように、ロジック回路１４は、入力電圧ＶＩＮと電池電圧ＶＢＡＴの大小関係にもとづいて、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２の状態を切りかえる。【００２６】
２．  充電回路
充電回路は、外部電圧ＶＩＮを利用して電池１１０を充電する回路である。充電回路は、同期整流型の降圧ＤＣ／ＤＣコンバータ（スイッチングレギュレータ）を含んで構成される。ＤＣ／ＤＣコンバータは、第１トランジスタＭ１、第２トランジスタＭ２、出力インダクタＬ２、出力キャパシタＣ２を含む。【００２７】
第１トランジスタＭ１および第２トランジスタＭ２は、アダプター入力端子ＰＶＩＮと固定電圧端子（接地端子）の間に直列に接続される。第１トランジスタＭ１はＰチャンネルＭＯＳＦＥＴであり、スイッチングトランジスタと呼ばれる。第２トランジスタＭ２はＮチャンネルＭＯＳＦＥＴであり、同期整流トランジスタと呼ばれる。【００２８】
第１トランジスタＭ１と第２トランジスタＭ２の接続点は、スイッチドライバ出力端子ＳＷと接続される。出力インダクタＬ２の一端は端子ＳＷに接続される。出力インダクタＬ２の他端と固定電圧端子（接地端子）の間には出力キャパシタＣ２が設けられる。また、出力インダクタＬ２の他端は、検出抵抗ＲＳＮＳを介して電池１１０と接続される。【００２９】
ロジック回路１４は、第１トランジスタＭ１、第２トランジスタＭ２のオン、オフを制御する。第１トランジスタＭ１、第２トランジスタＭ２が相補的にスイッチングすると、出力インダクタＬ２を介して充電電流が電池１１０へと流れ込み、電池１１０が充電される。【００３０】
ロジック回路１４は、ステートマシンを含み、電源管理回路１００および電池１１０の状態に応じて、充電状態を制御する。【００３１】
ステートマシンは、入力電流検出部１０、入力電圧検出コンパレータ１２、サーマルシャットダウン回路１６、充電電流検出回路２０、満充電検出回路２２、電池電圧検出回路２４、温度検出回路２８、電池セル検出回路３０からの情報をもとに状態遷移する。【００３２】
入力電流検出部１０は、アダプター入力端子ＰＶＩＮから第１トランジスタＭ１を介して出力インダクタＬ２に流れる入力電流を検出する。この入力電流はパルス状に間欠的に流れるため、電圧に変換された後、キャパシタ接続端子Ｃ１に接続される平滑キャパシタＣ１によって平滑化される。【００３３】
図３は、入力電流検出部１０の構成例を示す回路図である。入力電流検出部１０は、抵抗Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、演算増幅器４０および平滑キャパシタＣ１を含む。抵抗Ｒ１０は、検出対象の電流Ｉ１の経路上に設けられる。演算増幅器４０の一方の入力には、抵抗Ｒ１０の一端が接続される。抵抗Ｒ１０、トランジスタＭ１０、抵抗Ｒ１２はアダプター入力端子ＰＶＩＮと接地端子の間に直列に設けられる。トランジスタＭ１０と抵抗Ｒ１２の接続点の電位が、演算増幅器４０の別の入力に帰還される。トランジスタＭ１０のゲートには演算増幅器４０の出力電圧が印加される。抵抗Ｒ１２には、抵抗Ｒ１０の電圧降下に比例した電圧Ｖｘが発生する。抵抗Ｒ１２に生ずる電圧Ｖｘは、平滑キャパシタＣ１によって平滑化され、直流電圧となる。電圧Ｖｘが所定のしきい値電圧と比較され、つまり入力電流がしきい値と比較される。比較結果は、ロジック回路１４へと入力される。【００３４】
図１に戻る。アダプター入力端子１１４と接地端子の間には、抵抗Ｒ２０、キャパシタＣ２０が直列に設けられる。接続点の電位は、入力電圧検出端子ＶＩＮＳＮＳへと入力される。入力電圧検出コンパレータ１２は、端子ＶＩＮＳＮＳの電位を所定のしきい値電圧と比較する。比較結果はロジック回路１４へと出力される。【００３５】
サーマルシャットダウン回路１６は、電源管理回路１００の温度を所定のしきい値と比較し、比較結果をロジック回路１４に出力する。【００３６】
オシレータ１８は、第１トランジスタＭ１、第２トランジスタＭ２を一定の周波数でスイッチングさせるために必要な周期信号を生成する。【００３７】
充電電流検出回路２０は、電池１１０に流れる充電電流を検出する。検出抵抗ＲＳＮＳは充電電流の経路上に設けられているため、充電電流に比例した電圧降下が発生する。検出抵抗ＲＳＮＳの一端は、充電電流センス入力＋側端子ＩＳ１に接続され、他端は充電電流センス入力−側端子ＩＳ２に接続される。充電電流検出回路２０は、２つの端子ＩＳ１、ＩＳ２の電位を受け、充電電流に比例した検出電圧を生成する。ロジック回路１４は、検出電圧を参照し、充電電流が所定の目標値に近づくように第１トランジスタＭ１、第２トランジスタＭ２のオン時間、オフ時間のデューティ比を帰還制御する（定電流充電）。【００３８】
図４は、充電電流検出回路２０の構成を示す回路図である。充電電流検出回路２０は、抵抗Ｒ２１、Ｒ２２、トランジスタＭ２０、演算増幅器５０、コンパレータ５４を含む。抵抗Ｒ２１、トランジスタＭ２０、抵抗Ｒ２２は、端子ＩＳ１と接地端子の間に直列に接続される。演算増幅器５０の非反転入力端子には端子ＩＳ２が接続される。トランジスタＭ２０のゲートは、演算増幅器５０の出力端子と接続される。抵抗Ｒ２１とトランジスタＭ２０の接続点は、演算増幅器５０の反転入力端子と接続される。抵抗Ｒ２２は端子ＩＳＥＴ１を介して外付け可能に構成される。【００３９】
端子ＩＳＥＴ１の電位Ｖｙは、
Ｉｃｈｇ×ＲＳＮＳ×Ｒ２２／Ｒ２１
で与えられる。コンパレータ５４は、電位Ｖｙをしきい値電圧Ｖｔｈと比較する。つまり、充電電流Ｉｃｈｇと、きい値電圧Ｖｔｈに対応する終止電流Ｉｔｅｒｍとの大小関係を比較する。終止電流Ｉｔｅｒｍは、
Ｉｔｅｒｍ＝Ｖｔｈ／ＲＳＮＳ×Ｒ２１／Ｒ２２
で与えられる。したがって、セットの設計者は、端子ＩＳＥＴ１に接続される抵抗Ｒ２２によって終止電流Ｉｔｅｒｍを調節できる。【００４０】
端子ＩＳＥＴ２には、急速充電を行う際の急速充電電流を調節するための抵抗が外付けされる。【００４１】
電池電圧検出入力端子ＢＡＴ２は電池１１０と接続され、電池電圧ＶＢＡＴが印加される。抵抗Ｒ３０、３１は、電池電圧検出入力端子ＢＡＴ２と接地端子の間に直列に接続され、電池電圧ＶＢＡＴを分圧する。満充電検出回路２２は分圧された電池電圧ＶＢＡＴを所定の満充電検出しきい値と比較する。比較結果は、ロジック回路１４へと出力される。【００４２】
電池電圧検出回路２４は、電池電圧検出入力端子ＢＡＴ２の電池電圧ＶＢＡＴを所定の基準電圧と比較する。ロジック回路１４は、電池電圧ＶＢＡＴが基準電圧に近づくように、第１トランジスタＭ１、第２トランジスタＭ２のオン時間、オフ時間のデューティ比を帰還制御する（定電圧充電）。【００４３】
図５（ａ）、（ｂ）は、温度検出および電池検出に関連する周辺回路を示す図である。図５（ａ）は、電池１１０のサーミスタＲＴを利用して温度検出を行う場合の接続態様を示す。基準電圧源２６は基準電圧ＶＲＥＦを生成する。生成された基準電圧ＶＲＥＦは、基準電圧端子ＲＥＦから出力される。基準電圧端子ＲＥＦと接地端子の間にはキャパシタＣ４０が接続され、基準電圧ＶＲＥＦが安定化される。電池１１０は、サーミスタＲＴを含む。抵抗Ｒ４０は、基準電圧端子ＲＥＦと接地端子の間に、サーミスタＲＴと直列に接続される。抵抗Ｒ４０とサーミスタＲＴの接続点の電位は電池１１０の温度に依存した電圧であり、温度検出端子ＴＳに入力される。【００４４】
温度検出回路２８は、温度検出端子ＴＳの電位を所定のしきい値電圧と比較し、電池１１０の温度をしきい値と比較する。比較結果はロジック回路１４へと出力される。なお、図５（ａ）において、温度検出イネーブル端子ＴＳＥＮは基準電圧ＶＲＥＦにプルアップされる。【００４５】
温度検出端子ＴＳには、電池１１０が装着されていないとき基準電圧ＶＲＥＦが入力され、電池１１０が装着されるとき抵抗Ｒ４０とサーミスタＲＴによって分圧された基準電圧ＶＲＥＦが入力される。そこで電池セル検出回路３０は、温度検出端子ＴＳの電位を、所定のしきい値電圧と比較し、電池１１０の装着の有無を判定する。ロジック回路１４には判定結果が通知される。【００４６】
図５（ｂ）は、サーミスタＲＴを利用しない場合の接続態様を示す。この場合、温度検出端子ＴＳは接地され、温度検出回路２８、電池セル検出回路３０は無効化される。セットの設計者が、電池１１０の温度および装着の有無の検出について独自の手法を用いたい場合、図５（ｂ）の回路に設定される。なお図５（ｂ）において、温度検出イネーブル端子ＴＳＥＮは接地電位にプルダウンされる。【００４７】
温度検出イネーブル端子ＴＳＥＮの電位は、ロジック回路１４へと入力される。ロジック回路１４は、端子ＴＳＥＮの状態に応じて、図５（ａ）、（ｂ）のいずれの状態で回路が構成されるかを判定する。なお、ロジック回路１４は、温度検出イネーブル端子ＴＳＥＮの電位に応じて、後述するステートマシンが温度停止状態Ｓ１１２へ遷移するのを禁止する。【００４８】
図１に戻る。電源管理回路１００は、サスペンドモード、１／５倍モード、１倍モード、２倍モードのいずれかに設定される。電源管理回路１００は、モードを設定するための端子として、モード選択入力端子ＳＥＴ０、ＳＥＴ１を備える。各入力端子ＳＥＴ０、ＳＥＴ１には、ハイレベル（１）またローレベル（０）が入力され、２つの値の組み合わせに応じて、電源管理回路１００の動作モードが設定される。図６は、入力端子ＳＥＴ０、ＳＥＴ１の値と、各モードの対応関係を示す。【００４９】
サスペンドモードに設定されると、電池１１０に対する充電動作が停止する。
１倍モードのとき、入力電流検出部１０によって検出される入力電流の制限値（上限値）が所定値（５００ｍＡ）に設定される。１／５倍モードのとき、入力電流の制限値は、１倍モードの１／５倍に相当する１００ｍＡに設定される。２倍モードのとき、入力電流の制限値は、１倍モードの２倍に相当する１Ａに設定される。サスペンドモードのとき、サスペンド信号は１にセットされる。【００５０】
図１に戻る。接地端子ＰＧＮＤおよび接地端子ＧＮＤＲＥＦは接地される。テスト端子ＴＥＳＴ１〜ＴＥＳＴ４は、電源管理回路１００の動作確認用に設けられる。【００５１】
充電回路は、サスペンド状態Ｓ１００、プリチャージ状態Ｓ１０２、急速充電状態Ｓ１０４、終止電流検出状態Ｓ１０６、充電完了状態Ｓ１０８、電池エラー停止状態Ｓ１１０、温度停止状態Ｓ１１２を遷移し、各状態間の遷移は、ロジック回路１４の内部のステートマシンによって管理される。【００５２】
Ｓ１００  サスペンド状態（ＳＵＳＰＥＮＤ）
入力電圧異常（過電圧ロックアウト、低電圧ロックアウト）あるいは温度異常が発生した状態である。サスペンド状態では、充電が停止する。【００５３】
Ｓ１０２  プリチャージ状態（ＰＲＥ＿ＣＨＧ）
電池電圧が低い状態（ＶＢＡＴ＜２．８５Ｖ）において、予備充電を行う状態である。【００５４】
Ｓ１０４  急速充電状態（ＴＵＲＢＯ＿ＣＨＧ）
充電電流Ｉｃｈｇをフィードバックし、充電電流Ｉｃｈｇが一定となるように充電を行う（定電流充電）。その後、電池電圧ＶＢＡＴが満充電状態に近づくと電池電圧ＶＢＡＴをフィードバックし、電池電圧ＶＢＡＴが所定の基準電圧（満充電電圧ＶＦＵＬＬ）と一致するように充電を行う（定電圧充電）。【００５５】
Ｓ１０６  終止電流検出状態（Ｉｔｅｒｍ＿ｄｅｔｅｃｔ）
充電電流Ｉｃｈｇが終止電流Ｉｔｅｒｍより低い状態で、満充電状態（ＶＢＡＴ≧ＶＦＵＬＬ）となった状態である。ある一定期間、この状態を保持し、その後別のステートに遷移する。【００５６】
Ｓ１０８  充電完了状態（ＣＨＧ＿ｃｏｍｐｌｅｔｅ）
電池電圧ＶＢＡＴが、満充電電圧ＶＦＵＬＬに達した状態である。【００５７】
Ｓ１１０  電池エラー停止状態（Ｂａｔｔ＿ｅｒｒ＿Ｓｔｏｐ）
電池に異常が発生した状態である。【００５８】
Ｓ１１２  温度停止状態（ＴＥＭＰ＿ＳＴＯＰ）
温度異常が発生した状態である。温度停止状態Ｓ１１２は、図５（ａ）に示すサーミスタＲＴによる温度検出を行う場合のみ有効である。【００５９】
図７は、充電回路の状態遷移図である。ある状態Ｓ１２０において、入力電圧ＶＩＮがしきい値電圧ＶＩＮＯＶＬＯより高いとき（過電圧ロックアウト）、入力電圧ＶＩＮがしきい値電圧ＶＩＮＵＶＬＯより低いとき（低電圧ロックアウト）、温度検出端子ＴＳの電位がしきい値電圧ＶＴＳ１より高いとき（高温状態）、あるいはサスペンド信号が１に設定されるとき、ステートマシンはサスペンド状態Ｓ１００に遷移する（ＴＲＮ１）。【００６０】
サスペンド状態Ｓ１００において、入力電圧ＶＩＮが正常電圧範囲に含まれ（ＶＩＮＵＶＬＯ＜ＶＩＮ＜ＶＩＮＯＶＬＯ）、かつ温度が正常範囲となり、さらにサスペンド信号が０の状態を所定の期間持続すると、プリチャージ状態Ｓ１０２に遷移する（ＴＲＮ２）。【００６１】
プリチャージ状態Ｓ１０２において、サーミスタＲＴを利用した温度検出の結果、周囲温度Ｔａが、所定の範囲から逸脱すると（たとえば、２℃以下、あるいは５０℃以上）、温度停止状態Ｓ１１２の第１停止状態（ＣＨＧ＿ＳＴＯＰ１）に遷移する（ＴＲＮ３）。
温度停止状態Ｓ１１２の第１停止状態（ＣＨＧ＿ＳＴＯＰ１）において、周囲温度Ｔａが所定範囲（たとえば３℃〜４０℃）に含まれるとプリチャージ状態Ｓ１０２に遷移する（ＴＲＮ４）。【００６２】
プリチャージ状態Ｓ１０２における予備充電の結果、電池電圧ＶＢＡＴがある値以上になると（ＶＢＡＴ≧２．８５Ｖ）、急速充電状態Ｓ１０４に遷移する（ＴＲＮ５）。反対に、急速充電状態Ｓ１０４において電池電圧ＶＢＡＴがある値を下回ると（ＶＢＡＴ＜２．８５Ｖ）、プリチャージ状態Ｓ１０２に遷移し（ＴＲＮ６）、再び予備充電が行われる。【００６３】
プリチャージ状態Ｓ１０２において、電池電圧ＶＢＡＴが過電圧状態（ＶＢＡＴ＞ＶＯＶＬＯ）となり、あるいは所定時間（たとえば２時間）にわたり継続的に低電圧状態（ＶＢＡＴ＜２．８５Ｖ）を持続すると、電池エラー停止状態Ｓ１１０に遷移する（ＴＲＮ７）。【００６４】
急速充電状態Ｓ１０４において、サーミスタＲＴを利用した温度検出の結果、周囲温度Ｔａが、所定の範囲から逸脱すると（たとえば、２℃以下、あるいは５０℃以上）、温度停止状態Ｓ１１２の第２停止状態（ＣＨＧ＿ＳＴＯＰ２）に遷移する（ＴＲＮ８）。
温度停止状態Ｓ１１２の第２停止状態（ＣＨＧ＿ＳＴＯＰ２）において、周囲温度Ｔａが所定範囲（たとえば３℃〜４０℃）に含まれると急速充電状態Ｓ１０４に遷移する（ＴＲＮ９）。【００６５】
急速充電状態Ｓ１０４において、充電電流Ｉｃｈｇが終止電流Ｉｔｅｒｍを超過した状態が所定時間（たとえば４時間）継続するか、あるいは、過電圧ロックアウト状態（ＶＢＡＴ＞ＶＯＶＬＯ）となると、電池エラー停止状態Ｓ１１０に遷移する（ＴＲＮ１０）。【００６６】
急速充電状態Ｓ１０４において、充電電流Ｉｃｈｇが終止電流Ｉｔｅｒｍより小さく、電池電圧ＶＢＡＴが満充電電圧ＶＦＵＬＬ（たとえば４Ｖ）以上になると、終止電流検出状態Ｓ１０６の第１状態（ＣＨＧ＿ｃｏｍｐｌｅｔｅ１）に遷移する（ＴＲＮ１１）。その後、所定時間（たとえば４３２０ｍｓ）経過すると、第２状態（ＣＨＧ＿ｃｏｍｐｌｅｔｅ２）に遷移する（ＴＲＮ１２）。このとき、電池電圧ＶＢＡＴが満充電電圧ＶＦＵＬＬより高ければ（ＶＢＡＴ＞４．０Ｖ）、充電完了状態Ｓ１０８に遷移し（ＴＲＮ１３）、満充電電圧ＶＦＵＬＬより低ければ（ＶＢＡＴ＜４．０Ｖ）、急速充電状態Ｓ１０４に遷移する（ＴＲＮ１４）。【００６７】
充電完了状態Ｓ１０８において、電池電圧ＶＢＡＴが満充電電圧ＶＦＵＬＬを下回ると（ＶＢＡＴ＜４．０Ｖ）、急速充電状態Ｓ１０４に遷移する。なお、あらゆる状態において、過電圧ロックアウト（ＶＢＡＴ＞ＶＯＶＬＯ）が発生すると、電池エラー停止状態Ｓ１１０に遷移する。【００６８】
図１に戻る。電源管理回路１００は、現在のステートマシンの状態を示す信号を、ステート出力端子ＳＴＡＴ０〜ＳＴＡＴ２から出力する。図８は、各ステートごとのステート信号ＳＴＡＴ０〜ＳＴＡＴ２の値を示す図である。ステート信号ＳＴＡＴ０〜ＳＴＡＴ２を外部に出力することにより、セット側で電源管理回路１００の状態を把握することができる。【００６９】
図９は、電源管理回路１００の入出力端子の一覧を示す図である。図１０は、電源管理回路１００を裏面から見たときの電極の配置図を示す。【００７０】
図１１は、電源管理回路１００の定格動作条件を示す図である。【００７１】
上記実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。【００７２】
実施の形態にもとづき、特定の語句を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を離脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は、電子機器の電源供給に利用できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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