(57)【要約】【課題】  電池パック内部の過放電防止回路や過充電防止回路を削除して、コストダウンや電池パックの出力インピーダンスを下げて電池使用時間を延ばすと共に、電池などを保護することができる電子機器を提供する。【解決手段】  電子機器１００の充電用の入力接点１と充電制御用のトランジスタ１２との間に、スイッチ手段のトランジスタ８を設ける。入力接点１に印加される外部入力電圧が所定の電圧５．００Ｖ以上の場合に、トランジスタ８をオフにする。また、保護回路２９は、電池電圧１４ａを検出し、充電制御回路１３が制御する規定の電圧４．２０Ｖよりも高い電圧４．２５Ｖ以上を検出すると、トランジスタ８をオフにする。電池パック１４は、電池１５と直列に、ヒューズ１７、１８、１９、２０を備える。【選択図】  図１
2007288952.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電経路の上流に配置したスイッチ手段と、
前記スイッチ手段より下流側に接続された充電制御トランジスタと、
前記充電制御トランジスタより下流側に接続されて充電される電池と、
前記充電制御トランジスタを制御して前記電池を第１電圧で充電制御する充電制御回路と、
前記電池の電圧が前記第１電圧より高い電圧のときに前記スイッチ手段をオフにする回路とを
具備することを特徴とする電子機器。
【請求項２】
充電経路の上流に配置したスイッチ手段と、
前記スイッチ手段より下流側に接続された充電制御トランジスタと、
前記充電制御トランジスタより下流側に接続されて充電される電池と、
前記充電制御トランジスタを制御して前記電池を第１電圧で充電制御する充電制御回路と、
前記電池の電圧が前記第１電圧より高い第２電圧以上のときに前記スイッチ手段をオフにする回路とを
具備することを特徴とする電子機器。
【請求項３】
充電経路の上流に配置したスイッチ手段と、
前記スイッチ手段より下流側に接続された充電制御トランジスタと、
前記充電制御トランジスタより下流側に接続されて充電される電池と、
前記充電制御トランジスタを制御して前記電池を第１電圧で充電制御する充電制御回路と、
前記電池の電圧が前記第１電圧より高い第２電圧以上であることを検出する第１検出回路と、
前記スイッチ手段の上流側の電圧が所定値以上であることを検出する第２検出回路と、
前記第１検出回路と第２検出回路の少なくとも一方の前記検出により前記スイッチ手段をオフにする回路とを
具備することを特徴とする電子機器。
【請求項４】
充電経路の上流に配置した充電制御トランジスタと、
前記充電制御トランジスタより下流側に接続されて充電される電池と、
前記充電制御トランジスタの制御入力端に接続されたスイッチ手段と、
前記スイッチ手段を経由して前記充電制御トランジスタを制御して前記電池を第１電圧で充電制御する充電制御回路と、
前記電池の電圧が前記第１電圧より高い電圧のときに前記スイッチ手段をオフにする回路とを
具備することを特徴とする電子機器。
【請求項５】
充電経路の上流に配置した充電制御トランジスタと、
前記充電制御トランジスタより下流側に接続されて充電される電池と、
前記充電制御トランジスタの制御入力端に接続されたスイッチ手段と、
前記スイッチ手段を経由して前記充電制御トランジスタを制御して前記電池を第１電圧で充電制御する充電制御回路と、
前記電池の電圧が前記第１電圧より高い第２電圧以上のときに前記スイッチ手段をオフにする回路とを
具備することを特徴とする電子機器。
【請求項６】
充電経路の上流に配置した充電制御トランジスタと、
前記充電制御トランジスタより下流側に接続されて充電される電池と、
前記充電制御トランジスタの制御入力端に接続されたスイッチ手段と、
前記スイッチ手段を経由して前記充電制御トランジスタを制御して前記電池を第１電圧で充電制御する充電制御回路と、
前記電池の電圧が前記第１電圧より高い第２電圧以上であることを検出する第１検出回路と、
前記充電制御トランジスタの上流側の電圧が所定値以上であることを検出する第２検出回路と、
前記第１検出回路と第２検出回路の少なくとも一方の前記検出により前記スイッチ手段をオフにする回路とを
具備することを特徴とする電子機器。
【請求項７】
更に、
前記電池の放電経路にない充電経路に前記電池と直列に接続された第１ヒューズと、
前記充電経路にない放電経路に前記電池と直列に接続された第２ヒューズとを
具備することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項８】
前記電池は、リチウムイオン電池であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池を搭載して充電および負荷への放電制御を行う電子機器にあって、二次電池などの保護を行う電子機器に関する。特に、リチウムイオン電池の如き、過充電（過大な電圧で充電）すると破損に至ることが懸念される電池で、確実に破損を避ける為に用いられる独立２重の過充電保護手段を包含する電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
（背景技術１）
図３は、従来例に係る携帯電話機（電子機器）の関連部分の回路図である。電子機器２００は、図示しない外部のＡＣチャージャーやＵＳＢチャージャーから入力接点５１、入力接点５２を経由して一方から電力供給を受ける。この電圧は通常は５Ｖ程度が多用される。ツェナーダイオード５７は、ＡＣチャージャーやＵＳＢチャージャーの代わりにカーバッテリ等の不適切な電力源に接続するなどの為に過電圧（例えば１２Ｖ）が電子機器２００に印加された時に、ヒューズ５３、ヒューズ５４が切れるまでの間、過電圧を吸収するためのものである。
【０００３】
抵抗６０、トランジスタ６１、充電制御回路６２は、電池パック６３に対して充電制御を行う。充電制御回路６２は、電池パック６３の電池電圧６３ａを検出して、規定の充電電圧である４．２Ｖになるように制御する。リチウムイオン電池の充電の制約である定電流（電流制限）機能は発熱量が多いので、多くの携帯電子機器ではＡＣチャージャーやＵＳＢチャージャーの定電流（電流制限）機能に依存する設計としている。前記過電圧（例えば１２Ｖ）が電子機器２００に印加された時、過電圧は直接、後段のトランジスタ６１、充電制御回路６２等にも印加されてしまうために、ツェナーダイオード５７の特性に依っては、トランジスタ６１、充電制御回路６２が破損してしまうことがある。
【０００４】
電池パック６３の電池６４は、リチウムイオン電池である。リチウムイオン電池は、過放電や過充電や過電流放電に対してこれらの如何なる誤用の状況下でも確実な保護を行う必要があり、保護回路を内蔵した電池パック６３として供給されることが多い。電池パック６３は、電池６４と直列に、ＰＴＣ６５（Positive Temperature Coefficient）、トランジスタ６６、トランジスタ６７が接続される。ＰＴＣ６５は、温度上昇と電流増加で抵抗値が増加するデバイスであり、リチウムイオン電池が高温（例えばセ氏１２０度）に達する前に充放電電流を制限して電池６４の安全を保つ。
【０００５】
過放電防止回路６８ａは、電池６４の電圧が例えば２．０Ｖ以下になるとトランジスタ６６をオフにして、電池６４の過放電を禁止して電池６４の劣化を保護し、過放電（過小電圧）で発生する可能性が有る電池内部での正負電極間のショートを防止する。過電流保護回路６８ｂは、トランジスタ６６、トランジスタ６７の電圧降下を監視して、負荷ショート等に依る過電流（負荷ショートによる）放電を検出するとトランジスタ６６をオフにして、電池６４からの放電を止めて電池がジュール熱によって過熱することを防ぐ。
【０００６】
過充電防止回路６９は、充電制御回路６２が制御する規定電圧４．２Ｖより高い４．２５Ｖ以上を検出するとトランジスタ６７をオフにして、電池６４への充電を禁止する。これは、トランジスタ６１、充電制御回路６２等が故障で破損した場合、高い充電電圧が電池６４に印加されることを防止するためである。電池パック６３は、電源ＩＣ７１〜７３等を経由して、負荷である送信パワーアンプ７４、ＬＣＤ７５、制御部７６等へ電力を供給する。
【０００７】
リチウムイオン電池の誤用に対する確実な保護のために、電池パック６３内部の保護回路として、トランジスタ６６、トランジスタ６７、過放電防止回路６８、過充電防止回路６９の回路規模は大きく、コストアップの要因となっている。また、トランジスタ６６、トランジスタ６７のオン時のオン抵抗や、配線接続の抵抗も電池６４本体の内部抵抗に比べて無視できない程度に大きい。そのため、電池パック６３の出力インピーダンスが大きくなって負荷への電源供給が制限されて電池使用時間が短くなってしまう。
【０００８】
（背景技術２）
過放電防止回路や過充電防止回路を有していない電池ユニットを搭載した携帯電話機がある（例えば、特許文献１参照。）。この携帯電話機１の電池ユニット１４は、電池１５、保護回路１６（ヒューズ）、ＰＴＣ１７（Positive Temperature Coefficient）、サーミスタ１８を含む。定電圧定電流回路７および電源制御回路２２は、電池ユニット１４へ定電流および４．２Ｖの定電圧の充電制御を行う。過放電防止回路１９は、電池ユニット１４と内部回路２０との間に設けられて、電池電圧が１［Ｖ］以下になると内部回路２０への放電を停止して電池１５の劣化を保護している。過電圧遮断回路６は、正規電圧より高い電圧のＡＣアダプタ２３が誤って携帯電話機１に接続された場合に、電池ユニット１４や内部回路２０を保護している。
【０００９】
（背景技術３）
過放電防止回路や過充電防止回路を有していない電池を搭載した充電装置がある（例えば、特許文献２参照。）。検出制御回路１１５、トランジスタ１０３等は、電池１１０へ定電流および定電圧の充電制御を行う。入力電圧検出回路１１４およびスイッチ回路１０４は、外部から過大な電源電圧が印加された場合に、検出制御回路１１５が破壊されることを防止している。
【特許文献１】特開２００１−２６８８０９号公報（段落０００４〜００３１、図１〜図３）
【特許文献２】特開２００４−７８５３号公報（段落０００２〜００１６、図１２〜図１４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
背景技術１の携帯電話機（電子機器）において、電池パック内部の過放電防止回路や過充電防止回路を削除するために、背景技術２（特許文献１）を適用すると、定電圧定電流回路７および電源制御回路２２による４．２Ｖの定電圧の充電制御が故障などにより動作不良となった場合に、電池ユニット１４に対して過電圧が加わり電池ユニット１４が破損するおそれがある。また、過放電防止回路１９は、電池ユニット１４と内部回路２０との間に設けられているため、過放電防止回路１９のオン抵抗が電池ユニット１４と内部回路２０との間に存在して、内部回路２０への電源供給が制限されて電池使用時間が短くなってしまう。背景技術２（特許文献１）には、リチウムイオン電池の保護の為に必須である独立２重の過充電保護の実現手段は開示されておらず、安価で有効な対策が望まれる。
【００１１】
また、背景技術３（特許文献２）を適用すると、検出制御回路１１５、トランジスタ１０３等による定電圧の充電制御が故障などにより動作不良となった場合に、電池１１０に対して過電圧が加わり電池１１０が破損するおそれがある。また、過放電防止回路がないため、電池１１０の過放電を防止することができない。背景技術３（特許文献２）にも、リチウムイオン電池の保護の為に必須である独立２重の過充電保護の実現手段は開示されておらず、安価で有効な対策が望まれる。
【００１２】
上述の過放電防止回路６８ａが例えば２．０Ｖ以下でトランジスタ６６をオフにして電池６４の劣化と内部ショートを防止する機能は市場で標準的に採用されている。近年、携帯電子機器では３Ｖを通常動作電圧とするＬＳＩが使われており、例えば電池電圧２．７Ｖ以下ではＣＰＵ等の制御回路の動作が難しいことから、図３の低電圧検出素子７７が２．７Ｖ以下を検出すると機器の動作を停止（リセット）することが行なわれる。同時に消費電流が減ることが多く、電池の放電が最小になるので、電池でバックアップされているメモリや時計の機能が次の充電までに動作不可能になるまで電池電圧が下がりにくくする効果が得られる。
【００１３】
この機能は過放電防止回路６８ａとトランジスタ６６で実現している機能に近く、重複している。過放電防止回路６８ａとトランジスタ６６が保護動作の際、リチウムイオン電池端子から外部への放電が例えば０．１μＡ以下になる設計が常用されているが、リチウムイオン電池は電池６４の内部の個体バラツキで１０μＡ以上の電流が自己放電する場合も多数有るので、リセット時の機器の合計の電流値が１０μＡを下回り始めた実態から有効性が低くなっている。
【００１４】
過電流（負荷ショート）保護６８ｂでトランジスタ６６をオフにして電池６４の過熱を防止する機能は市場で標準的に採用されている。近年、携帯電話の場合、高機能化とそれに伴う消費電流増の為、例えば１０００ｍＡ以上の消費電流の状態もしばしば発生する。過電流（負荷ショート）保護６８ｂはトランジスタ６６とトランジスタ６７の電圧降下で放電電流を測定するのが普通だが、トランジスタの個体バラツキ、温度、ゲートに印加される電池電圧でトランジスタの電圧降下値が変動する。１０００ｍＡの電子機器の消費電流で保護機能が誤動作しない為には４〜５Ａの放電電流でも過電流（負荷ショート）を検出しないことも有る設計が求められる。
【００１５】
携帯電話などの電子機器では軽薄短小の為に電源配線は細くなって抵抗値が増して大電流が流れにくくなる動向と、部品の小型化で許容熱損失が小さくなる動向であることとあいまって、電子機器内部のショート電流の為に電源配線や部品が焼損しても保護動作しないことも発生している。この為、過電流（負荷ショート）保護６８ｂを実装していても、例えば１０００ｍＡ程度で溶断するヒューズを４００ｍＡ程度以下の消費電流系統ごとに分けて複数搭載して、電源配線や部品の焼損を防ぐことも普及しつつあり、回路６８ｂとトランジスタ６６で実現している機能に近く、重複している。
【００１６】
近年の携帯電話の高機能化に伴い，図３中の充電制御６２はＩＣ化されていることが多い。ＩＣは高機能化と軽薄短小化に対応するべく、プロセスは微細化して他の負荷側の機能も集積することが普通である。高集積化の為の微細化はＩＣの耐圧を落として７Ｖ程度以下となり、例えば１２Ｖなどの過電圧入力に対する保護対策を難しくしている。よってツェナーダイオード５７に依存する過電圧入力対策は限界で、有効な過大電圧入力の必要性は増しつつある。
【００１７】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、機能が重複している電池パック内部の過放電防止回路や過充電防止回路を削除して、コストダウンを実現し、電池パックの出力インピーダンスを下げて電池使用時間を延ばすと共に、電池の独立２重の過充電保護を実現し、カーバッテリの接続などから自身を保護することができる電子機器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】
【００１８】
上記目的を達成するために、本発明の電子機器は、充電経路の上流に配置したスイッチ手段と、前記スイッチ手段より下流側に接続された充電制御トランジスタと、前記充電制御トランジスタより下流側に接続されて充電される電池と、前記充電制御トランジスタを制御して前記電池を第１電圧で充電制御する充電制御回路と、前記電池の電圧が前記第１電圧より高い電圧のときに前記スイッチ手段をオフにする回路とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、電池パック内部の過放電防止回路や過充電防止回路を削除して、コストダウンや電池パックの出力インピーダンスを下げて電池使用時間を延ばすと共に、電池などを保護することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施例を、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００２１】
図１は、本発明の実施例１に係る電子機器の関連部分の回路図である。電子機器１００は、入力接点１、入力接点２、ヒューズ３、ヒューズ４、ダイオード５、抵抗６、抵抗７、トランジスタ８（スイッチ手段）、抵抗９、抵抗１０、抵抗１１、トランジスタ１２（充電制御トランジスタ）、充電制御回路１３、電池パック１４、サーミスタ２１、電源ＩＣ２２、電源ＩＣ２３、電源ＩＣ２４、送信パワーアンプ２５、ＬＣＤ２６、制御部２７、低電圧検出回路２８、保護回路２９などによって構成される。
【００２２】
更に、電池パック１４は、電池１５、ＰＴＣ１６（Positive Temperature Coefficient）、ヒューズ１７（第１ヒューズ）、ヒューズ１８（第２ヒューズ）、ヒューズ１９（第２ヒューズ）、ヒューズ２０（第２ヒューズ）などを有する。また、保護回路２９は、保護回路電源３０、基準電圧源３１、ウィンドウコンパレータ３２（第２検出回路）、シュミットコンパレータ３３（第１検出回路）、インバータゲート３４、ローアクティブの入出力のＯＲゲート３５（いわゆるＡＮＤゲート）、トランジスタ３６などを有するＩＣである。
【００２３】
まず、充電経路について説明する。充電電力の供給源は、図示しない外部のＡＣチャージャーまたはＵＳＢチャージャーなどである。それらは電池１５の許容充電電流以下に出力電流を制限する機能を持つことが望ましい。それらと電子機器１００側の接続接点は、それぞれ、入力接点１、入力接点２である。電子機器１００内部の充電経路は上流側から、入力接点１（または入力接点２）、ヒューズ３（またはヒューズ４）、トランジスタ８、抵抗１１、トランジスタ１２、電池パック１４内部のヒューズ１７、ＰＴＣ１６、電池１５の順に直列に接続されて、電池１５に充電される。
【００２４】
電池１５の放電経路は、上流側から、電池１５、ＰＴＣ１６、ヒューズ１８（またはヒューズ１９またはヒューズ２０）、電源ＩＣ２２（または電源ＩＣ２３または電源ＩＣ２４）、送信パワーアンプ２５（またはＬＣＤ２６または制御部２７）の順に接続されて、電池１５から各負荷へ放電される。電池１５とＰＴＣ１６は、充電経路でもあり、放電経路でもある。ヒューズ１８、ヒューズ１９、ヒューズ２０は、充電経路にはない放電経路である。
【００２５】
ヒューズ３、ヒューズ４は、短絡保護用である。ダイオード５は、ＡＣチャージャーやＵＳＢチャージャーが間違って極性を逆接続した時の保護用である。なお、トランジスタ８のＶｂｅの逆耐圧が十分高いので、図３のダイオード５５、５６は削除している。更に逆耐圧に余裕が有る場合は、ダイオード５を削除してもよい。抵抗６、抵抗７は、例えば共に１００ＫΩで、入力接点１または入力接点２に印加されるＡＣチャージャーやＵＳＢチャージャーの外部入力電圧を分圧して後段の充電制御回路１３および保護回路２９へ外部入力電圧検出用に供給する。
【００２６】
トランジスタ８、抵抗９、抵抗１０は、スイッチ手段であり、入力接点１または入力接点２側と、抵抗１１、トランジスタ１２との間に直列に挿入されて、両者間の接続または切断を保護回路２９の制御により行う。トランジスタ８は、正規電圧より高い電圧のＡＣチャージャーやＵＳＢチャージャーが誤って電子機器１００に接続された場合でも壊れないように、高耐圧のデバイスを使用する。なお、充電制御回路１３および保護回路２９へは、抵抗６、抵抗７で分圧されて電流も抵抗の存在の為に制限された外部入力電圧が印加されるので、高耐圧は必要としない。
【００２７】
充電制御回路１３は、トランジスタ１２のベース（制御入力端）を制御してスルー状態にしてＡＣチャージャーまたはＵＳＢチャージャーなどの出力電流制限特性を利用した定電流充電制御を行う。また、トランジスタ１２のコレクタ出力が規定の４．２０Ｖ以下になるように定電圧充電制御を行う。また、抵抗１１の両端の電圧により充電電流を検出して、満充電になって所定充電電流以下になったらトランジスタ１２をオフにして充電を停止する。また、外部入力電圧をチェックして、入力接点１または入力接点２に、規定のチャージャーの電圧が印加されているかを判断する。また、サーミスタ２１により電池パック１４の電池１５の温度を検出して充電制御を行う。
【００２８】
電池パック１４は、電池１５と直列に、ＰＴＣ１６、ヒューズ１７（第１のヒューズ）が接続される。ＰＴＣ１６は、電流増加で抵抗値が増加するデバイスであり、過電流に対する保護を行う。電池１５への充電は、トランジスタ１２からヒューズ１７、ＰＴＣ１６を経由して行われる。ヒューズ１７は、過充電電流に対する保護を行う。電池１５から負荷への放電は、ＰＴＣ１６、ヒューズ１８（第２のヒューズ）を経由して、電源ＩＣ２２へ供給される。同様に、ＰＴＣ１６、ヒューズ１９（第２のヒューズ）を経由して、電源ＩＣ２３へ供給される。同様に、ＰＴＣ１６、ヒューズ２０（第２のヒューズ）を経由して、電源ＩＣ２４へ供給される。
【００２９】
ヒューズ１８、ヒューズ１９、ヒューズ２０は、それぞれの負荷の短絡等に対して保護を行う。各負荷毎に小容量の最適なヒューズを設けることにより、比較的少ない短絡電流に対しても確実に保護することができる。また、ヒューズ１８、ヒューズ１９、ヒューズ２０は、従来（図３）の電池パック６３内部の保護回路のトランジスタ６６、６７のオン抵抗に比べて十分小さな抵抗値である。従って、電池パック１４の出力インピーダンスが小さくなって負荷への電源供給が増えて電池使用時間を延ばすことができる。なお、ヒューズ１７、ヒューズ１８、ヒューズ１９、ヒューズ２０により過電流に対する保護が行われるので、電池１５が過熱に対する耐性が高い場合はＰＴＣ１６は削除してもよいし、温度ヒューズに置き換えてもよい。
【００３０】
ヒューズ１７、ヒューズ１８、ヒューズ１９、ヒューズ２０は、電池パック１４に内蔵したが、これは、電池パック１４を電子機器１００から取り外して単独状態においたときに、電池パック１４の端子でショート状態になった場合などにも保護することができる。電池パック１４の端子の構造上、このおそれがない場合は、ヒューズ１７は、電池パック１４に内蔵せずに、電子機器１００の充電経路の上流側のどの位置に配置してもよい。また、ヒューズ１８、ヒューズ１９、ヒューズ２０も同様に放電経路の下流側のどの位置に配置してもよい。
【００３１】
電源ＩＣ２２、電源ＩＣ２３、電源ＩＣ２４は、それぞれの負荷である送信パワーアンプ２５、ＬＣＤ２６、制御部２７に必要な電圧を作成すると共に、各負荷への断続スイッチ動作を行う。送信パワーアンプ２５は、無線通信用の送信アンプである。ＬＣＤ２６は、液晶装置である。制御部２７は、電子機器１００の制御部である。低電圧検出回路２８は制御部２７を始めとする電子機器１００が機能を維持出来ない電池電圧となると電子機器の動作を停止させ、併せて消費電流を低減して図３のトランジスタ６６と過放電防止回路６８ａの機能を代替する。なお、負荷はこの３種類に限らず、電子機器１００の機能用の負荷である。
【００３２】
次に、保護回路２９について説明する。保護回路２９の保護回路電源３０は、電池パック１４から電源供給を受けて、保護回路２９内部の回路へ定電圧の電源供給を行う。基準電圧源３１は、バンドギャップ素子などにより１．２５Ｖの基準電圧を発生する。ウィンドウコンパレータ３２は、基準電圧１．２５Ｖを基に、入力接点１または入力接点２に印加されるＡＣチャージャーやＵＳＢチャージャーの外部入力電圧を検出する。
【００３３】
ウィンドウコンパレータ３２の検出レベルは２．００〜２．５０Ｖであり、これは、抵抗６、抵抗７の抵抗値１００ＫΩで分圧された値であり、外部入力電圧換算で、４．００Ｖ以上５．００Ｖ以下のウィンドウ内であれば、ウィンドウコンパレータ３２の出力はハイレベルの論理レベルとなる。これにより、４．００〜５．００Ｖ規格の正規のＡＣチャージャーやＵＳＢチャージャーが接続されたことを検出する。
【００３４】
規格外、すなわち、４．００Ｖ以下や５．００Ｖ以上のＡＣチャージャーやＵＳＢチャージャーが接続されると、ウィンドウコンパレータ３２の出力はローレベルの論理レベルとなり、ＯＲゲート３５の一方のＯＲ条件が満足されて、出力はローレベルとなり、トランジスタ３６がオフとなり、トランジスタ８が遮断される。これにより、正規電圧より高い電圧のＡＣチャージャーやＵＳＢチャージャーが誤って電子機器１００に接続された場合に、トランジスタ８より後段の充電制御回路１３、トランジスタ１２、電池パック１４などを保護することができる。
【００３５】
トランジスタ８を充電制御用のトランジスタ１２よりも充電経路の上流に配置することは、充電中にトランジスタ８の抵抗により電圧降下しても電池１５に印加される充電電圧（電池電圧１４ａ）が降下しないと言う効果が有る。この結果、充電速度と充電容量の確保が容易となる。
【００３６】
シュミットコンパレータ３２は、基準電圧１．２５Ｖを基に、電池電圧１４ａの値を検出し、充電制御回路１３が制御する電池電圧１４ａの４．２０Ｖよりも高い電池電圧１４ａのＶＩＨ＝４．２５Ｖ以上で出力をハイレベルとする。一旦ハイレベルになるとヒステリシスを持たせて、電池電圧１４ａがＶＩＬ＝４．１０Ｖ以下になると出力をローレベルとする。
【００３７】
もし、トランジスタ１２、充電制御回路１３等が故障や誤動作した場合、保護回路２９は、電池電圧１４ａを検出し、充電制御回路１３が本来定電圧制御する規定の電圧４．２０Ｖよりも高い電圧、例えば４．２５Ｖ以上を検出すると、シュミットコンパレータ３２の出力はハイレベルとなり、インバータゲート３４の出力はローレベルとなり、ＯＲゲート３５の一方のＯＲ条件が満足されて、出力はローレベルとなり、トランジスタ３６がオフとなり、トランジスタ８が遮断され、高い電圧が電池１５に印加されることを防ぐことができる。
【００３８】
なお、一旦、トランジスタ８が遮断されると、電池電圧１４ａは４．２５Ｖ以下に下がり、すぐにトランジスタ８をオンにしてしまうと、トランジスタ８のオン／オフの繰り返しが高速で行われてしまうので、シュミットコンパレータ３２によりヒステリシスが設けてある。
【００３９】
これにより、トランジスタ１２、充電制御回路１３等が故障や誤動作した場合、高い充電電圧が電池１５に印加されて電池１５が劣化することを防止することができる。リチウムイオン電池は、規定以上の電圧に対する劣化が特に大きいうえに、破損のおそれのある電池であり、その保護をヒューズ１７やＰＴＣ１６で行うことはできないが、保護回路２９が確実にその保護を行うことができる。よって、図３のトランジスタ６７、過充電防止回路６９の機能を代替して、充電制御回路１３の充電電圧制御との組み合わせで所謂独立２重の過充電保護を実現している。このように、保護回路２９により、外部入力の過電圧保護を行うと共に、内部の電池の過電圧保護も行うことができる。  
なお、保護回路２９は、符号３０〜３６を含む構成でＩＣに集積してもよいが、抵抗６、７、トランジスタ８、抵抗９、１０を更に含めたＩＣ構成としてもよい。
【００４０】
本発明の実施例１によれば、電池パック内部の保護回路を簡素化して、電池パックのコストダウン並びに出力インピーダンスを下げて電池使用時間を延ばすことができる。また、充電制御回路の外部入力側に直列にトランジスタスイッチを設けて、充電制御回路が故障などで破損して電池電圧の過電圧保護および外部入力の過電圧保護の両方を同時に行うことが可能となる。  
なお、保護回路は、外部入力の過電圧保護を削除して、電池電圧の過電圧保護のみを行う構成としてもよい。
【実施例２】
【００４１】
図２は、本発明の実施例２に係る電子機器の関連部分の回路図である。コバルト系リチウムイオン電池よりも安全性が高いマンガン系リチウムイオン電池などで、４．２Ｖ充電回路とＰＴＣで独立２重の保護と考え得る場合の実施例である。
【００４２】
実施例１（図１）と同じ部分については同じ番号を付して、相違点を主に説明する。図１のトランジスタ８、抵抗９、抵抗１０は削除して短絡する。新たにアナログスイッチ４０（スイッチ手段）を、トランジスタ１２のベース（制御入力端）と充電制御回路１３の間に備える。アナログスイッチ４０は通常はオン状態にあり、充電制御回路１３は、アナログスイッチ４０を経由して実施例１と同様に、トランジスタ１２を制御する。
【００４３】
保護回路２９は、実施例１（図１）と同様であり、その内部の詳細説明は省略する。保護回路２９は、入力接点１または入力接点２に印加されるＡＣチャージャーやＵＳＢチャージャーの外部入力電圧を検出し、所定の電圧値、例えば５．００Ｖ以上を検出すると、アナログスイッチ４０をオフにして、トランジスタ１２をオフにする。トランジスタ１２を高耐圧仕様にすれば、高い外部入力電圧に対して、トランジスタ１２は破損しないので、高い外部入力電圧がトランジスタ１２を経由して電池１５に印加されることを防止できる。
【００４４】
ただし、充電制御回路１３は、一般的には高耐圧ではないので、高い外部入力電圧で完全なショートモード破損となった場合には、高い外部入力電圧が充電制御回路１３を経由して電池１５に印加されるおそれがある。それでも、オープンモード破損などの場合は、保護回路２９のアナログスイッチ４０のオフ制御により、トランジスタ１２をオフにして、トランジスタ１２経由で高い外部入力電圧が電池１５に印加されることを防止できる。つまり、破損モードの確率の一部を保護できる。
【００４５】
また、充電制御回路１３が故障や誤動作した場合、保護回路２９は、電池電圧１４ａを検出し、充電制御回路１３が本来定電圧制御する規定の電圧４．２０Ｖよりも高い電圧、例えば４．２５Ｖ以上を検出すると、アナログスイッチ４０をオフにして、トランジスタ１２をオフにする。これにより、充電制御回路１３が故障や誤動作した場合、高い充電電圧が電池１５に印加されて電池１５が劣化することを防止することができる。
【００４６】
リチウムイオン電池は、規定以上の電圧に対する劣化が特に大きいうえに、破損のおそれのある電池であり、その保護をヒューズ１７やＰＴＣ１６で行うことはできないが、保護回路２９が確実にその保護を行うことができる。よって、従来（図３）のトランジスタ６７、過充電防止回路６９の機能を代替して、充電制御回路１３の充電電圧制御との組み合わせで所謂独立２重の過充電保護を実現している。このように、保護回路２９により、電池の過電圧保護を行うことができる。
【００４７】
なお、実施例２では、実施例１(図１)のトランジスタ８は削除して短絡したが、このトランジスタ８を実施例１と同様に追加してもよい。また、保護回路は、外部入力の過電圧保護を削除して、電池電圧の過充電（過電圧）保護のみを行う構成としてもよい。
【００４８】
本発明の実施例２によれば、電池パック内部の保護回路を簡素化して、電池パックのコストダウン並びに出力インピーダンスを下げて電池使用時間を延ばすことができる。また、充電制御回路が故障などで破損しても電池電圧の過電圧保護を行うことが可能となる。
【００４９】
なお、各実施例の電池パック内部のヒューズは、電池パックの外に備えてもよい。また、充電供給源であるＡＣチャージャーやＵＳＢチャージャーは、電子機器の内部に備えてもよい。また、電池が電力供給する負荷は、電子機器の外部にあってもよい。また、電池も電子機器の外部にあってもよい。また、実施例の電子機器は、携帯電話機、カメラ、ノートパソコン、充電装置などに適用することができる。ヒューズは、必要に応じて温度ヒューズを用いることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施例１に係る電子機器の関連部分の回路図。
【図２】本発明の実施例２に係る電子機器の関連部分の回路図。
【図３】従来例に係る電子機器の関連部分の回路図。
【符号の説明】
【００５１】
１、２  入力接点
３、４  ヒューズ
５  ダイオード
６、７  抵抗
８  トランジスタ
９  抵抗
１０、１１  抵抗
１２  トランジスタ
１２ａ  ベース
１３  充電制御回路
１４  電池パック
１５  電池
１６  ＰＴＣ
１７〜２０  ヒューズ
２１  サーミスタ
２２〜２４  電源ＩＣ
２５  送信パワーアンプ
２６  ＬＣＤ
２７  制御部
２８  低電圧検出回路
２９  保護回路
３０  保護回路電源
３１  基準電圧源
３２  ウィンドウコンパレータ
３３  シュミットコンパレータ
３４  インバータゲート
３５  ＯＲゲート
３６  トランジスタ
４０  アナログスイッチ
１００  電子機器
【図１】
2007288952.tif 000003
【図２】
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【図３】
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