(57)【要約】  本発明は、バッテリ充電動作の完了を確実に判定することができる、チャージ・アンド・プレイ・モードのバッテリ充電回路（１００）に関する。そのような判定には、温度、回路（３０）の活動、及び電源電流制限に関する、バッテリ充電回路（１００）の振舞いが考慮される。従って、バッテリ（２０）の完全充電状態によって引き起こされるバッテリ充電電流ＩＣＨＧの充電終了電流レベルを下回る減少と、温度調節回路及び電流調節回路の活動によって引き起こされるバッテリ充電電流ＩＣＨＧの充電終了電流レベルを下回る減少とが区別されることができる。さらに、バッテリ充電回路（１００）は、回路（３０）の活動が制限されるべきであること、及びバッテリ充電電流ＩＣＨＧがゼロに低減された時間間隔を測定するタイマ（８００）により、バッテリ（２０）が放電されつつあることがどちらも警告されることができるようにも構成される。
2009519698.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路を動作させるための、また前記回路から分離された関連するバッテリを同時に充電するためのバッテリ充電回路構成であって、
前記バッテリを充電している第１の電流によって通過される第１のスイッチング手段と、
前記第１の電流を検出するための第１の電流センサ手段と、
前記回路に供給する第２の電流を検出するための第２の電流センサ手段と、
前記第１のスイッチング手段を制御するための第１の制御ユニットとを備えたバッテリ充電回路構成であって、前記第１の制御ユニットが、
前記第１の電流と同一の電流レベルを有するために前記第１の電流センサ手段に接続された第１の入力と、
前記第２の電流と同一の電流レベルを有するために前記第２の電流センサ手段に接続された第２の入力と、
前記バッテリの両端間の電圧レベルと同一の電圧レベルを有するために前記バッテリが接続されたノードに接続された第３の入力と、
前記第１の入力の前記電流レベルの複製である電流レベルを有する第４の入力とを備えるバッテリ充電回路構成。
【請求項２】
前記第１の入力の前記電流レベルが基準充電電流と比較され、
前記第２の入力と前記第４の入力が互いに加算され、次いで、前記加算に対応する結果として得られる電流レベルが基準電源電流と比較され、
前記第３の入力の前記電圧レベルが基準電圧と比較される、請求項１に記載のバッテリ充電回路構成。
【請求項３】
前記基準充電電流が充電終了電流に対応する低電流レベルを有し、
前記電源手段から供給されることができる最大電流レベルに前記基準電源電流が対応し、
前記基準電圧が充電終了電圧又は完全充電電圧に対応する高電圧レベルを有する、請求項２に記載のバッテリ充電回路構成。
【請求項４】
前記バッテリが完全に充電されたかどうかを判定するための完了確認ユニットを前記第１の制御ユニットがさらに備え、
前記第３の入力の前記電圧レベルが前記基準電圧以上である、且つ
前記第１の入力の前記電流レベルが前記基準充電電流以下である、且つ
前記結果として得られる電流レベルが前記基準電源電流以下であるという判断基準が満たされる場合に前記完了決定が確認される、請求項３に記載のバッテリ充電回路構成。
【請求項５】
前記第２の電流によって通過される第２のスイッチング手段と、
前記第２のスイッチング手段を制御するための第２の制御ユニットとをさらに備え、
前記第２の制御ユニットは、少なくとも
前記第２の入力の前記電流レベルの複製である電流レベルを有する第６の入力を備える、請求項４に記載のバッテリ充電回路構成。
【請求項６】
前記第６の入力が前記基準電源電流と比較される、請求項５に記載のバッテリ充電回路構成。
【請求項７】
前記第６の入力の前記電流レベルが前記基準電源電流以上であるときに生成される第１の割込み信号と、
前記第６の入力の前記電流レベルが基準電源電流未満であるときに生成される第２の割込み信号とを備える割込み信号のシーケンスを前記第２の制御ユニットが生成する、請求項６に記載のバッテリ充電回路構成。
【請求項８】
前記第１の電流がその間にゼロに低減された時間間隔を測定するためのタイマを前記第２の制御ユニットがさらに備え、前記タイマが、前記第１の割込み信号によって一時中断モードにされ、前記第２の割込み信号によって前記一時中断モードから出る、又はその逆となる、請求項７に記載のバッテリ充電回路構成。
【請求項９】
前記第１及び第２の制御ユニットのいずれか一方が、デジタル及びアナログ制御手段である、請求項８に記載のバッテリ充電回路構成。
【請求項１０】
単一シリコン実装で形成された集積回路である、請求項９に記載のバッテリ充電回路構成。
【請求項１１】
前記第１のスイッチング手段の第１の温度を検出するための第１の温度センサ手段をさらに備える、請求項１０に記載のバッテリ充電回路構成。
【請求項１２】
前記第１の温度と同一の温度レベルを有するために前記第１の温度センサ手段に接続された第５の入力を前記第１の制御ユニットがさらに備える、請求項１１に記載のバッテリ充電回路構成。
【請求項１３】
前記第５の入力の前記温度レベルが第１の基準温度と比較される、請求項１２に記載のバッテリ充電回路構成。
【請求項１４】
前記第１のスイッチング手段によって超えられるべきでない最大温度レベルに前記第１の基準温度が対応する、請求項１３に記載のバッテリ充電回路構成。
【請求項１５】
前記第５の入力の前記温度レベルが前記第１の基準温度以下であるという判断基準がさらに満たされる場合に、前記完了確認ユニットによる前記完了決定が確認される、請求項１４に記載のバッテリ充電回路構成。
【請求項１６】
第２の温度と同一の温度レベルを有するために前記第２のスイッチング手段の第２の温度を検出する第２の温度センサ手段に接続された第７の入力を前記第２の制御ユニットがさらに備える、請求項１０から１５のいずれか一項に記載のバッテリ充電回路構成。
【請求項１７】
前記第７の入力が第２の基準温度と比較される、請求項１６に記載のバッテリ充電回路構成。
【請求項１８】
前記第２のスイッチング手段によって超えられるべきでない最大温度レベルを前記第２の基準温度が有する、請求項１７に記載のバッテリ充電回路構成。
【請求項１９】
前記回路の負荷が増大してはならないことを前記バッテリ充電回路に警告するための第３の割込み信号を前記第２の制御ユニットが生成し、前記第７の入力の前記温度レベルが前記第２の基準温度以上であるときに前記第３の割込み信号が生成される、請求項１８に記載のバッテリ充電回路構成。
【請求項２０】
前記基準充電電流、前記基準電源電流、前記第１及び第２の基準温度、並びに前記基準電圧がそれぞれ、設定された、又はプログラム可能な値である、請求項１５及び１９に記載のバッテリ充電回路構成。
【請求項２１】
前記第１及び第２の基準温度が同一であり、また前記集積回路が上に実装されたダイの温度に等しい、請求項２０に記載のバッテリ充電回路構成。
【請求項２２】
回路を動作させ、前記回路から分離された関連するバッテリを同時に充電するバッテリ充電回路において、バッテリ充電終了状態を検出する検出方法であって、少なくとも、
充電される前記バッテリの両端間の電圧レベルを検出するステップと、
前記バッテリの両端間の前記電圧レベルを基準電圧と比較するステップと、
前記バッテリを充電する第１の電流を検出するステップと、
前記第１の電流を基準充電電流と比較するステップと、
前記回路に供給する第２の電流を検出するステップと、
前記第１の電流と前記第２の電流を加算するステップと、
前記加算に対応する結果として得られる電流レベルを基準電源電流と比較するステップとを備える、バッテリ充電終了状態を検出する検出方法。
【請求項２３】
前記バッテリの両端間の前記電圧レベルが前記基準電圧以上である、且つ
前記第１の電流が前記基準充電電流以下である、且つ
前記結果として得られる電流レベルが前記基準電源電流以下であるときに前記バッテリ充電終了状態が確認されるステップをさらに備える、請求項２３に記載のバッテリ充電終了状態を検出する検出方法。
【請求項２４】
第１の割込み信号を生成するステップであって、前記第２の電流が前記基準電源電流以上であるときに前記第１の割込み信号が生成されるステップと、
第２の割込み信号を生成するステップであって、前記第１の割込み信号の後で、また前記第２の電流が前記基準電源電流未満であるときに前記第２の割込み信号が生成されるステップとをさらに備える、請求項２３に記載のバッテリ充電終了状態を検出する検出方法。
【請求項２５】
前記第１の割込み信号の前記生成から開始して前記第２の割込み信号の前記生成で終了する、又はその逆となる時間間隔を測定するステップ
をさらに備える、請求項２４に記載のバッテリ充電終了状態を検出する検出方法。
【請求項２６】
前記第１の電流が流れる第１のスイッチング手段の温度である第１の温度を検出するステップと、
前記第１の温度を第１の基準温度と比較するステップとをさらに備える、請求項２５に記載のバッテリ充電終了状態を検出する検出方法。
【請求項２７】
前記第２の電流が流れる第２のスイッチング手段の温度である第２の温度を検出するステップと、
前記第２の温度を第２の基準温度と比較するステップと、
前記第２の電流を前記基準電源電流と比較するステップとをさらに備える、請求項２６に記載のバッテリ充電終了状態を検出する検出方法。
【請求項２８】
前記回路の負荷が増大してはならないことを前記バッテリ充電回路に警告するステップをさらに備える、請求項２７に記載のバッテリ充電終了状態を検出する検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チャージ・アンド・プレイ・モードのバッテリ充電回路に関し、より詳細には、バッテリ充電動作の完了を決定するための検出構成及び方法を対象とする。
【背景技術】
【０００２】
例えば、携帯電話、ＤＥＣＴ（デジタル・コードレス）電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ポータブル・パーソナル・コンピュータ、カムコーダ、デジタル・カメラ、ポータブル・ジュークボックス、ポータブル記憶装置（例えばハード・ディスクを使用したＵＳＢ（ユニバーサル・シリアル・バス）メモリ・スティック）、又はＭＰ３プレーヤなどのポータブル及びモバイル装置は、それに代わる電力源が利用できないときはいつでも動作可能な充電式バッテリから給電される、回路を有する必要がある。バッテリは、完全に放電され、従ってもはや動作可能でない場合、それにもかかわらず壁コンセント・アダプタ、ＵＳＢ又はＩＥＥＥ１３９４電源などの直流電源から給電されることにより、再度充電されることができる。従って、装置が、それが接続されるバッテリからのみ動作することができる単純な充電モード、及び装置のバッテリが取外し可能で、また回路から分離される、チャージ・アンド・プレイ・モードの２つの充電構成モードが得られる。前者の場合には、利用者はまず、装置を再度使用する前に、バッテリが充電されるまでしばらくの間待たなければならないが、後者の場合には、直流電源が装置の回路とバッテリに同時に供給するため、利用者は装置を依然として使用し続けることができる。これは例えば、ドッキング・ステーション内に設置されている間にバッテリが充電されるポータブル・コンピュータ、又はナビゲーションに使用中に、バッテリが車両のバッテリから充電される、車両内部のドッキング・ステーション内のＰＤＡによって例示されることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
図１ａ〜１ａ’及び図１ｂを参照すると、図１ａ〜１ａ’には、従来型のチャージ・アンド・プレイ・モードのバッテリ充電回路１００、１００’のいくつかの例、また図１ｂには、充電式リチウム・イオン（Ｌｉ−イオン）バッテリに関する、典型的な充電プロファイルのグラフが示されている。
【０００４】
図１ａでは、直流電源１０は、端子ＵＳＢに接続されたＵＳＢ電源であり、電源電流ＩＳを供給し、ＩＳは、以下ではバッテリ充電電流と呼ばれる第１の電流ＩＣＨＧと、第２の電流Ｉ２に分割され、その両方はそれぞれ、それぞれに対応する第１の電流センサ４２０及び第２の電流センサ４３０を通過する間に検出される。前者の電流ＩＣＨＧは、端子ＢＡＴにおいて接続されたポータブル又はモバイル装置のバッテリ２０を、第１のスイッチング装置２００（例えば電界効果トランジスタ（ＦＥＴ））を通じて充電し、後者の電流Ｉ２は、ＯＦＦ状態にあるダイオードＤによって端子ＢＡＴのところのバッテリ２０とは分離された端子ＳＹＳのところの回路３０に同時に供給するために、端子ＵＳＢとＳＹＳとの間に接続された第２のスイッチング装置２１０（例えば電界効果トランジスタ（ＦＥＴ））を通って流れる。従って、回路３０を通って流れるプレイ電流ＩＳＹＳは、ダイオードＤがＯＦＦ状態のままである限り、第２の電流Ｉ２に等しくなる。ダイオードＤは、回路３０の両端間の電圧ＶＳＹＳがバッテリ２０の両端間の電圧ＶＢＡＴよりも低くなるまで降下する順方向モードでは、短絡回路として振る舞う。この電圧降下により、回路３０の活動が増大して、バッテリ充電電流ＩＣＨＧがゼロに低減されるとすぐに、即ちプレイ電流ＩＳＹＳが直流電源１０から送られることが可能な最大電源電流ＩＳｍａｘを超えるとすぐに、バッテリ２０が回路３０に追加電流ＩＢＡＴを供給することが可能になる。そこで、プレイ電流ＩＳＹＳは、第２の電流Ｉ２と追加電流ＩＢＡＴの合計（Ｉ２＋ＩＢＡＴ）に等しくなる。
【０００５】
図１ａ’では、直流電源１０’が、端子ＷＡＬＬ接続された壁コンセント・アダプタであり、これは、端子ＢＡＴ’のところにあるポータブル又はモバイル装置のバッテリ２０を、端子ＳＹＳ’によって分離された第３のスイッチング装置２００’及び第４のスイッチング装置２１０’（例えば、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ））を通じて充電すると同時に、バッテリ２０からＯＦＦ状態にあるダイオードＤ’によって分離される端子ＳＹＳ’に接続された回路３０に供給する。直流電源１０’から送られる電源電流ＩＳ’が、端子ＷＡＬＬと端子ＳＹＳ’との間に接続された第４のスイッチング装置２１０’及び第４の電流センサ４３０’を通って流れてから、プレイ電流ＩＳＹＳ’と、第３の電流センサ４２０’を通過する間に検出されるバッテリ充電電流ＩＣＨＧ’とに分割される。従って、回路３０を通って流れるプレイ電流ＩＳＹＳ’は、ダイオードＤ’がＯＦＦ状態のままである限り、即ち、直流電源１０’が、十分な電流を回路３０に供給することができる限り、電源電流ＩＳ’−バッテリ充電電流ＩＣＨＧ’に等しくなる。そうではなく、直流電源１０’がもはや十分な電流を回路３０に供給することができない場合、ダイオードＤ’は、回路３０の両端間の電圧ＶＳＹＳ’がバッテリ２０の両端間の電圧ＶＢＡＴ’未満に降下すると、ＯＮ状態に切り替わる。この電圧降下により、回路３０の活動が増大して、バッテリ充電電流ＩＣＨＧ’がゼロに低減されるとすぐに、即ちプレイ電流ＩＳＹＳ’が直流電源１０’から送られることが可能な最大電源電流ＩＳｍａｘ’を超えるとすぐに、バッテリ２０が回路３０に追加電流ＩＢＡＴ’を供給することが可能になる。次いで、プレイ電流ＩＳＹＳ’は、電源電流ＩＳ’と追加電流ＩＢＡＴ’の合計（ＩＳ’＋ＩＢＡＴ’）に等しくなる。
【０００６】
話を分かりやすくするために、以下では、図１ａのバッテリ充電回路１００に説明が向けられる。しかし、この選択は、説明を図１ａ’のバッテリ充電回路１００’へ適用する可能性を除外するものではないことに留意されたい。図１ｂでは、Ｌｉ−イオン・バッテリを充電するためのメカニズムが、定電流、定電圧（ＣＣ−ＣＶ）充電メカニズムに基づいている。予備調整段階（段階Ｉ）で、バッテリ充電器とも呼ばれるバッテリ充電回路１００によって引き起こされる充電プロセスが開始し、その間、予備充電電流とも呼ばれる低電流ＩＩが、充電されるバッテリ２０に直流電源１０から印加される。その結果、端子ＢＡＴにおいて印加されるバッテリ電圧ＶＢＡＴが、バッテリ調整レベル又は最小充電電圧レベルとも呼ばれる予備調整電圧しきい値ＶＩに達するまで次第に増大する。この時点で電流調節段階（段階ＩＩ）が開始し、この段階では、充電電流が急速充電電流レベルとも呼ばれる一定の調節電流レベルＩＩＩまで増大され、バッテリ充電電圧が、最大バッテリ電圧、充電終了バッテリ電圧、又は完全充電バッテリ電圧とも呼ばれる所定の電圧しきい値ＶＥＯＣに達するまで増大し続ける。この時点で電圧調節段階（段階ＩＩＩ）が開始し、この段階では、定電圧（ＣＶ）がバッテリ２０に印加され、バッテリ２０がその完全充電に近づく間に、バッテリ２０によって引き込まれる電流ＩＣＨＧが、充電終了（ＥＯＣ）電流レベルとも呼ばれる所定の最小電流レベルＩＥＯＣに達するまで減衰する。次いで、充電プロセスが完了される（段階ＩＶ）。予備充電電流、急速充電電流、充電終了電流、バッテリ調整、及び最大バッテリ電圧のレベルは、設定された、又はプログラム可能な値に対応できることに留意すべきである。
【０００７】
図１ｂを参照すると、バッテリ２０は従来、バッテリ充電器１００がＣＶモード（段階ＩＩＩ）にあるとき、即ちバッテリ２０が、最大電圧レベルＶＥＯＣにおいて調節され、バッテリ充電電流ＩＣＨＧが、充電終了電流レベルＩＥＯＣ未満に降下したとき、完全に充電されたと考えられた。時には、電流減少の起点についての更なる情報を与えるために、第３の判断基準がオプションで導入されることもあり、その判断基準は、第１のスイッチング装置２００に対応する充電ＦＥＴのダイ温度調節回路の振舞いを考慮に入れるものである。従って、そのような調節回路が不活性状態にあることは、充電ＦＥＴのあまりにも高すぎる熱放散のため、バッテリ充電電流ＩＣＨＧが低減されないことを意味する。実際に、大多数のバッテリ充電器は、充電ＦＥＴの両端間の電圧降下がＣＶモードではかなり小さいため、この判断基準を考慮に入れていない。
【０００８】
それにもかかわらず、こうした判断基準はすべて、チャージ・アンド・プレイ・モードでのバッテリ充電動作の完了を確実に決定するのに必ずしも十分とはなり得ない。実際に、バッテリ充電電流ＩＣＨＧは、バッテリ充電が完了するとすぐに充電終了電流ＩＥＯＣ未満に減少する場合、ＣＶモード内で発生する他の任意の瞬間にもその電流レベル未満に降下することがある。例えばＩＣＨＧは、第１のスイッチング装置２００に対応する充電ＦＥＴのオプションの温度調節回路が、あまりにも高すぎる消費電力による任意の損傷を回避するために活性化するときにも減少することがあり、或いは最大電源電流ＩＳｍａｘの値が低下されるとき、又はバッテリ２０が完全充電状態にない（即ちＩＣＨＧ≠０である）ときにも、第１のスイッチング装置２００に対応する充電ＦＥＴの電流調節回路が、回路３０の活動（又は負荷）が増大するとすぐに活性化し、バッテリ２０を充電する電流ＩＣＨＧと回路３０に供給するＩ２との総計（ＩＣＨＧ＋Ｉ２）（但し総計がＩＳｍａｘ未満である限りＩ２＝ＩＳＹＳである）が、最大電源電流ＩＳｍａｘの値に達する。次いで、この電流リミッタにより、第２の電流Ｉ２がＩＳｍａｘよりも大きくなると、ＩＣＨＧがゼロに減少する。従って、バッテリ２０は、必要な追加電流ＩＢＡＴを回路３０に供給するために、発生装置として振る舞い、一方第２のスイッチング装置２１０に関連する電流調節回路が、第２の電流Ｉ２をＩＳｍａｘに制限するために活性化する。
【０００９】
さらに、直流電源の容量を上回る、十分に長い時間にわたる回路３０の活動の超過があればそれが、バッテリ２０の完全放電を招き、バッテリ２０がもはや、その時間間隔内にバッテリ充電電流ＩＣＨＧによって充電されないことがある。追加電流がなければ、回路３０はその活動を、第２のスイッチング装置２１０に対応するＦＥＴの電流調節回路の活性化を通じて、単に直流電源容量に低減及び制限するように強制される。
【００１０】
さらに、直流電源容量を超えない回路３０の活動の超過があればそれがまた一方で、第２のスイッチング装置２１０を通過する第２の電流Ｉ２が過熱を発生させるのに十分なほど大きい場合に、その活動を制限することがある。これは、直流電源容量が特に高い場合に起こり得る。次いで、第２のスイッチング装置２１０に対応するＦＥＴの電流調節回路が、第２の電流Ｉ２を低減させるために活性化される。
【００１１】
従って、バッテリが確実に充電されたかを検出することができる、チャージ・アンド・プレイ・モードのバッテリ充電回路を提供することが、本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、独立請求項によって定義される。従属請求項が有利な実施形態を定義する。従って、チャージ・アンド・プレイ・モードで動作するバッテリ充電回路は、電位ＶＢＡＴにあり、またポータブル又はモバイル電子装置のバッテリが接続される端子ＢＡＴと、バッテリ充電電流ＩＣＨＧを検出するための第１の電流センサ手段と、プレイ電流ＩＳＹＳを検出するための第２の電流センサ手段と、オプションで、第１のスイッチング装置に対応する充電ＦＥＴの温度Ｔ１を検出するための第１の温度センサ手段とを備える。それによって、バッテリ充電電流及びその減少に影響を及ぼすパラメータが検出される。
【００１３】
さらに、検出されたパラメータが、電流レベル、電圧レベル、及びオプションで基準温度レベルと比較されるために、第１のスイッチング装置を制御する第１の制御ユニットに供給される。それによって、比較結果からバッテリ充電終了状態を確定することが可能になる。
【００１４】
次いでそれらの結果が第１の制御ユニット内の完了確認ユニットに出力される。それによって、バッテリ充電終了状態が確認されることができる。
【００１５】
さらに、チャージ・アンド・プレイ・モードで動作するバッテリ充電回路は、電位ＶＳＹＳにあり、また取外し可能バッテリを有する装置の回路が接続される端子ＳＹＳと、第２のスイッチング装置に対応するＦＥＴの温度Ｔ２を検出するための第２の温度センサ手段とを備えることができる。それによって、回路の活動についての情報を与える、温度Ｔ２やプレイ電流ＩＳＹＳなどのパラメータが検出されることができる。
【００１６】
検出された温度Ｔ２は、基準温度レベルと比較されるために、第２のスイッチング装置を制御する第２の制御ユニットに供給される。それによって、Ｔ２が基準レベルを超える場合に、回路の活動がそれ以上増大されてはならないとバッテリ充電回路が警告されるような割込み信号が生成されることができる。
【００１７】
さらに、検出されたプレイ電流ＩＳＹＳも、基準電源電流レベルと比較されるために、第２の制御ユニットに供給される。それによって、ＩＳＹＳが基準電流を超える場合に第１の割込み信号が生成され、ＩＳＹＳが基準電流未満の場合に第２の割込み信号が生成されることができ、その結果、バッテリ充電電流ＩＣＨＧがその間にゼロに低減された時間間隔が、両割込み信号に応答してタイマを活性化及び非活性化することによって測定されることができる。
【００１８】
本発明は次に、添付の図面を参照して、好ましい諸実施形態に基づき説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下では、第１の好ましい実施形態が、図２に示すような、ＵＳＢ駆動された場合のチャージ・アンド・プレイ・モードのバッテリ充電回路に関連して説明される。図２では、本発明の第１の好ましい実施形態によるチャージ・アンド・プレイ・モードのバッテリ充電回路は、図１ａの回路に基づいており、ＵＳＢ電源などの直流電源１０が接続された端子ＵＳＢと、任意のポータブル及びモバイル電子装置のバッテリ２０が接続された端子ＢＡＴと、対応する取外し可能な回路３０が接続された端子ＳＹＳと、それぞれに対応するバッテリ電流ＩＢＡＴ及びプレイ電流ＩＳＹＳを調節するための、制御可能な半導体スイッチング装置などの第１のスイッチング装置２００及び第２のスイッチング装置２１０と、第１のスイッチング装置２００及び第２のスイッチング装置２１０をそれぞれ制御するための、第１の制御ユニット３００及び第２の制御ユニット３１０と、電流センサ４２０、４３０と、オプションの温度センサ４００、４１０とを含む。第１の温度センサ４００は、第１のスイッチング装置２００の第１の温度Ｔ１を検出するのを可能にし、第１の電流センサ４２０は、第１のスイッチング装置２００を通過するバッテリ充電電流ＩＣＨＧを検出する働きをする。次いで、検出されたバッテリ充電電流ＩＣＨＧは、例えば第１の電流ミラー５００によって電流ミラー比１でミラーリングされることによって複製される。第２の電流センサ４３０は、第２のスイッチング装置２１０を通って流れ、またダイオードＤがＯＦＦにされたままである限りプレイ電流ＩＳＹＳに等しい第２の電流Ｉ２を検出するのを可能にする。次いで、検出された第２の電流Ｉ２（＝プレイ電流ＩＳＹＳ）は、例えば第２の電流ミラー５１０によって電流ミラー比１でミラーリングされることによって複製される。
【００２０】
検出及び複製されたデータはそれぞれ、多入力第１制御ユニット３００に、それぞれに対応する第１の入力ｉｎ１及び第４の入力ｉｎ４が、バッテリ充電電流ＩＣＨＧと同一の電流レベルを有し、第２の入力ｉｎ２が、第２の電流Ｉ２（＝ＩＳＹＳ）と同一の電流レベルを有し、第３の入力ｉｎ３が、端子ＢＡＴに電気的に接続されるときにバッテリ電圧ＶＢＡＴと同一の電圧レベルを有し、第５の入力ｉｎ５が、第１の温度Ｔ１と同一の温度レベルを有するように供給される。
【００２１】
第１の入力ｉｎ１は、定電流定電圧（ＣＣ−ＣＶ）充電メカニズムでの充電終了（ＥＯＣ）電流ＩＥＯＣに対応する基準充電電流ＩＣＨＧｓｅｔにその反転入力端が接続された第１の比較器の、非反転入力端に供給される。第２の入力ｉｎ２及び第４の入力ｉｎ４は、まず加算され、次いで、結果として得られる電流レベルＩＣＨＧ＋Ｉ２（＝ＩＣＨＧ＋ＩＳＹＳ）が、直流電源１０から供給されることができる最大電源電流レベルＩＳｍａｘに対応する基準電源電流ＩＳｓｅｔにその反転入力端が接続された第２の比較器の、非反転入力端に供給される。第３の入力ｉｎ３は、定電流定電圧（ＣＣ−ＣＶ）充電メカニズムでの充電終了電圧又は完全充電電圧ＶＥＯＣに対応する基準電圧ＶＢＡＴにその反転入力端が接続された第３の比較器の、非反転入力端に供給される。第５の入力ｉｎ５は、過熱及び更なる損傷を回避するために第１のスイッチング装置２００によって超えられるべきでない、最大温度レベルに対応する第１の基準温度Ｔ１ｄｉｅｓｅｔにその反転入力端が接続された第４の比較器の、非反転入力端に供給される。各比較器の出力状態は、その反転入力端と非反転入力端の各レベル相互間の比較に依存する。出力状態は、非反転入力端のレベルが反転入力端のレベルを超えるときＨＩＧＨになり、反転入力端のレベルが非反転入力端のレベルを超えるときＬＯＷになる。各比較器の出力が、完了確認ユニット６００に供給され、次いでその出力が、第１のスイッチング装置２００を制御する第１のドライバ回路７００を駆動する。従って、第１（ＩＣＨＧ≦ＩＣＨＧｓｅｔ）、第２（（ＩＣＨＧ＋Ｉ２）≦ＩＳｓｅｔ）、及び第４（Ｔ１≦Ｔ１ｄｉｅｓｅｔ）の比較器に関して出力状態がＬＯＷであり、第３（ＶＢＡＴ≧ＶＢＡＴｓｅｔ）の比較器に関してＨＩＧＨであるとき、即ち次のブール関係、（ＩＣＨＧ≦ＩＣＨＧｓｅｔ）ＡＮＤ（（ＩＣＨＧ＋ＩＳＹＳ）≦ＩＳｓｅｔ）ＡＮＤ（Ｔ１≦Ｔ１ｄｉｅｓｅｔ）ＡＮＤ（ＶＢＡＴ≧ＶＢＡＴｓｅｔ）が満たされるとき、バッテリ充電プロセスの完了が、完了確認ユニットによって確実に決定される。バッテリ充電が完了するとすぐに、第１のスイッチング装置２００がＯＦＦにされるように、完了確認ユニットの出力が第１のドライバ回路７００を駆動する。
【００２２】
さらに、第２の温度センサ４１０は、第２のスイッチング装置２１０の第２の温度Ｔ２を検出するのを可能にする。第６の入力ｉｎ６が第２の電流Ｉ２（＝プレイ電流ＩＳＹＳ）と同一の電流レベルを有し、第７の入力ｉｎ７が第２の温度Ｔ２と同一の温度レベルを有するように、複製された第２の電流Ｉ２、及び第２の温度Ｔ２が多入力第２制御ユニット３１０に供給される。前述の基準電源電流ＩＳｓｅｔにその反転入力端が接続された第５の比較器の非反転入力端に第６の入力ｉｎ６が供給される。過熱及び更なる損傷を回避するために第２のスイッチング装置２１０によって超えられるべきでない、最大温度レベルに対応する第２の基準温度Ｔ２ｄｉｅｓｅｔに反転入力端が接続された第６の比較器の非反転入力端に第７の入力ｉｎ７が供給される。
【００２３】
前述のように、出力状態は、非反転入力端のレベルが反転入力端のレベルを超えるときＨＩＧＨになり、反転入力端のレベルが非反転入力端のレベルを超えるときＬＯＷになる。従って、第２のスイッチング装置２１０に対応するＦＥＴの電流調節回路が活性化されるとすぐに、即ち第２のスイッチング装置２１０を通って流れる電流Ｉ２が最大電源電流レベルＩＳｍａｘに対応する基準電源電流ＩＳｓｅｔを超えるとすぐに、第５の比較器の出力状態はＨＩＧＨになる。この場合、そのことにより、バッテリ充電電流ＩＣＨＧが既にゼロに低減されていること、及び第２の電流Ｉ２が電源電流ＩＳに一致し、バッテリ２０がダイオードＤを通じて、追加電流ＩＢＡＴを回路３０に供給することによって放電し始めることが確実になる。バッテリ充電電流ＩＣＨＧは、第５の比較器の出力状態がＬＯＷのとき、ゼロでない値に戻る。図２に示すように、バッテリ充電電流ＩＣＨＧがその間にゼロに低減された時間間隔を測定するために、タイマ８００が第５の比較器の出力端に結合されてもよい。ウォッチドッグ・タイマなどのタイマ８００は、バッテリ２０がその間に充電される時間を監視し、バッテリ充電電流ＩＣＨＧがゼロに等しくなるときはいつでも、一時中断される。従って、第５の比較器によって各出力状態変化時に生成されるそれぞれに対応する割込み信号が、タイマ８００が一時中断モードに入ってそこから出るのを可能にすることができ、またその割込み信号により、バッテリ２０が放電されていることをバッテリ充電器１００に警告することが可能になる。さらに、第２のスイッチング装置２１０に対応するＦＥＴのダイ温度調節回路が活性化されるとすぐに、即ち温度Ｔ２が、第２のスイッチング装置２１０が損傷を伴わずに超えるはずのない最大温度レベルに達するとすぐに、第６の比較器の出力状態がＨＩＧＨになる。電流が抵抗素子（例えばＦＥＴ抵抗器）を通って流れると、ジュール加熱が引き起こされるので、第２のスイッチング装置２１０に対応するＦＥＴの電流調節回路がこの場合、第２の電流Ｉ２を制限するために活性化する。従って、回路３０の活動が低減されなければならず、そのような情報が、第６の比較器の出力が高レベル状態にあるたびにその比較器によって割込み信号が生成された後に、バッテリ充電器１００に伝達される。最後に、第５及び第６の比較器それぞれの出力が、第２のドライバ回路７１０を駆動し、第２のドライバ回路７１０は第２のスイッチング装置２１０を、両出力がＨＩＧＨのときに調節されるように制御する。
【００２４】
本発明は、第１の温度Ｔ１及び第２の温度Ｔ２が同一であり、またバッテリ充電回路１００が上に実装されたダイの温度に等しくてよく、図２に示す特定の第１の実施形態によって限定されるべきではなく、いかなる温度調節回路がなくとも使用されてよいことに留意されたい。さらに、ＵＳＢ駆動された場合の第１の好ましい実施形態に従って説明されたような本発明は、壁アダプタ駆動された場合の第２の好ましい実施形態に容易に拡張されることができる。
【００２５】
要約すると、バッテリ充電動作の完了を確実に決定することができる、チャージ・アンド・プレイ・モードのバッテリ充電回路１００について説明されてきた。そのような決定には、温度、回路３０の活動、及び電源電流制限に関する、バッテリ充電回路１００の振舞いが考慮される。従って、バッテリ２０の完全充電状態によって引き起こされるバッテリ充電電流ＩＣＨＧの充電終了電流レベルを下回る減少と、温度調節回路及び電流調節回路の活動によって引き起こされるバッテリ充電電流ＩＣＨＧの充電終了電流レベルを下回る減少とが区別されることができる。さらに、バッテリ充電回路１００は、回路３０の活動が制限されるべきであること、及びバッテリ充電電流ＩＣＨＧがその間にゼロに低減された時間間隔を測定するタイマ８００により、バッテリ２０が放電されつつあることがどちらも警告されることができるようにも構成される。
【００２６】
最後に、しかし重要なことには、「備える」という語は、特許請求の範囲を含む明細書内で使用される場合、述べられた特徴、手段、ステップ、又は構成要素の存在を特定することを意図するが、１つ又は複数の他の特徴、手段、ステップ、構成要素、又はそれらの群の存在又は追加を除外しないことに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１ａは、ＵＳＢ駆動された場合の、従来型のチャージ・アンド・プレイ・モードの集積化バッテリ充電回路を示す図であり、図１ａ’は、壁アダプタ駆動された場合の、従来型のチャージ・アンド・プレイ・モードのバッテリ充電回路を示す図であり、図１ｂは、従来の定電流定電圧（ＣＣ−ＣＶ）充電メカニズムに基づく、端子ＢＡＴ（ＢＡＴ’）におけるバッテリ電圧ＶＢＡＴ（ＶＢＡＴ’）と対応するバッテリ充電電流ＩＣＨＧ（ＩＣＨＧ’）の時間に対する変化を示す図である。
【図２】図２は、本発明の第１の好ましい実施形態による、チャージ・アンド・プレイ・モードのバッテリ充電回路を示す図である。
【図１ａ】
2009519698.tif 000003
【図１ａ−２】
2009519698.tif 000004
【図１ｂ】
2009519698.tif 000005
【図２】
2009519698.tif 000006
【国際調査報告】
2009519698.tif 000007
2009519698.tif 000008
2009519698.tif 000009