(57)【要約】【課題】供給される電源電流の電流値が想定よりも小さい場合に負荷回路による電源電流の引き込みが過剰になって電源電流の電圧が不所望に降下する事態の発生を容易に防止する。【解決手段】電源入力端子（ＶＢＵＳ）に供給された電源電流に基づいて生成される内部電源電圧（ＶＣＣ）を動作電源とする電源制御部（２１）に、前記電源入力端子に流入される電流が目標電流値を超えないように電流の流入を制限して電源出力端子に与える電流制限回路（３０）を設ける。更に、前記電源電流の伝達経路に流入される電流が前記目標電流値に達しないときは、前記電流制限回路による流入電流を前記目標電流値よりも小さくする制御を行う電流制限値切り換え回路（３１）を採用する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源電流を入力する電源入力端子と、
電源電流を出力する電源出力端子と、
前記電源入力端子に供給された電源電流に基づいて内部電源電圧を生成する電圧生成回路と、
前記内部電源電圧を動作電源とする電源制御部と、を有し、
前記電源制御部は、前記電源入力端子と前記電源出力端子との間の電源電流の伝達経路に配置され、流入される電流が目標電流値を超えないように電流の流入を制限する電流制限回路と、
前記電源電流の伝達経路に流入される電流が前記目標電流値に達していないことを当該伝達経路に流れる電流の増加による電圧降下に基づいて検出することにより、前記電流制限回路による流入電流の制限値を前記目標電流値よりも小さくする制御を行う電流制限値の切り換え回路と、を有する半導体装置。
【請求項２】
請求項１において、前記電源制御部は、前記電源電流の入力モードを判定する判定回路を更に有し、
前記電流制限回路は前記判定回路の判定結果にしたがって前記目標電流値が選択可能にされる、半導体装置。
【請求項３】
請求項２において、一対の入力端子Ｄ＋，Ｄ−を更に有し、
前記判定回路は、前記入力端子Ｄ＋，Ｄ−に接続する外部経路の状態によって入力モードを判定する、半導体装置。
【請求項４】
請求項２において、前記判定回路で判定された第１モードにおける前記目標電流値は第１電流値であり、前記判定回路で判定された第２モードにおける前記目標電流値は前記第１電流値よりも小さな第２電流値であり、
前記第１モードにおいて、前記電流制限値の切り換え回路は前記第１電流値よりも小さく制御する流入電流の値を第２電流値に制御する、半導体装置。
【請求項５】
請求項１において、バッテリが接続されるバッテリ端子を更に有し、
前記電源制御部は、前記電流制限回路の後段における電源電流の伝達経路から供給される電源電流に対して定電流定電圧制御を行って前記バッテリ端子に供給する充電制御部を更に有する、半導体装置。
【請求項６】
請求項１において、前記電流制限回路は、電源入力端子に流入される入力電流の制限に用いる入力電流制御トランジスタと、
前記入力制御トランジスタに対して所定の比率で前記入力電流を流そうとする電流検出トランジスタと、
前記電流検出トランジスタに流れる電流に基づいて前記入力電流制御トランジスタのゲート電圧を制御して当該入力電流制御トランジスタに流れる前記目標電流値よりも大きな電流を前記目標電流値に制限するための負帰還アンプ回路と、を有し、
前記電流制限値の切り換え回路は、前記電流検出トランジスタに流れる電流の増加による電圧降下が所定値に達したとき前記負帰還アンプ回路による前記入力電流制御トランジスタの制限電流値を小さくする電流制限切り換えアンプ回路から成る、半導体装置。
【請求項７】
請求項１において、前記電流制限回路は、電源入力端子に流入される入力電流の制限に用いる入力電流制御トランジスタと、
前記入力制御トランジスタに対して所定の比率で前記入力電流を流そうとする電流検出トランジスタと、
前記電流検出トランジスタに流れる電流に基づいて前記入力電流制御トランジスタのゲート電圧を制御する負帰還アンプ回路と、を有し、
前記負帰還アンプ回路は前記電流制限値の切り換え回路を兼ね、
前記負帰還アンプ回路は、前記電流検出トランジスタに流れる電流に基づいて形成される検出電圧が、一定電圧である第１の参照電圧又は前記電源入力端子の電圧を分圧した第２の参照電圧を超えることによって、前記入力電流制御トランジスタに流れる電流を制限し、
前記入力電流制御トランジスタに流れる電流が前記目標電流値以上のとき前記第１の電圧が第２の電圧よりも低くされ、前記入力電流制御トランジスタに流れる電流が前記目標電流値よりも小さいとき前記第２の電圧が第１の電圧よりも低くされる、半導体装置。
【請求項８】
電源電流を入力する電源入力端子と、
電源電流を出力する電源出力端子と、
前記電源入力端子に供給された電源電流に基づいて内部電源電圧を生成する電圧生成回路と、
前記内部電源電圧を動作電源とする電源制御部と、
前記電源出力端子に接続された負荷回路と、を有し、
前記電源制御部は、前記電源入力端子と前記電源出力端子との間の電源電流の伝達経路に配置され、流入される電流が目標電流値を超えないように電流の流入を制限する電流制限回路と、
前記電源電流の伝達経路に流入される電流が前記目標電流値に達していないことを当該伝達経路に流れる電流の増加による電圧降下に基づいて検出することにより、前記電流制限回路による流入電流の制限値を前記目標電流値よりも小さくする制御を行う電流制限値の切り換え回路と、を有する電子回路装置。
【請求項９】
請求項８において、前記電源制御部は、前記電源電流の入力モードを判定する判定回路を更に有し、
前記電流制限回路は前記判定回路の判定結果にしたがって前記目標電流値が選択可能にされる、電子回路装置。
【請求項１０】
請求項９において、一対の入力端子Ｄ＋，Ｄ−を更に有し、
前記判定回路は、前記入力端子Ｄ＋，Ｄ−に接続する外部経路の状態によって入力モードを判定する、電子回路装置。
【請求項１１】
請求項９において、前記判定回路で判定された第１モードにおける前記目標電流値は第              １電流値であり、前記判定回路で判定された第２モードにおける前記目標電流値は前記第１電流値よりも小さな第２電流値であり、
前記第１モードにおいて、前記電流制限値の切り換え回路は前記第１電流値よりも小さく制御する流入電流の値を第２電流値に制御する、電子回路装置。
【請求項１２】
請求項８において、バッテリと、前記バッテリが接続されるバッテリ端子と、を更に有し、
前記電源制御部は、前記電流制限回路の後段における電源電流の伝達経路から供給される電源電流に対して定電流定電圧制御を行って前記バッテリ端子に供給する充電制御部を更に有する、電子回路装置。
【請求項１３】
請求項８において、前記電流制限回路は、電源入力端子に流入される入力電流の制限に用いる入力電流制御トランジスタと、
前記入力制御トランジスタに対して所定の比率で前記入力電流を流そうとする電流検出トランジスタと、
前記電流検出トランジスタに流れる電流に基づいて前記入力電流制御トランジスタのゲート電圧を制御して当該入力電流制御トランジスタに流れる前記目標電流値よりも大きな電流を前記目標電流値に制限するための負帰還アンプ回路と、を有し、
前記電流制限値の切り換え回路は、前記電流検出トランジスタに流れる電流の増加による電圧降下が所定値に達したとき前記負帰還アンプ回路による前記入力電流制御トランジスタの制限電流値を小さくする電流制限切り換えアンプ回路から成る、電子回路装置。
【請求項１４】
請求項８において、前記電流制限回路は、電源入力端子に流入される入力電流の制限に用いる入力電流制御トランジスタと、
前記入力制御トランジスタに対して所定の比率で前記入力電流を流そうとする電流検出トランジスタと、
前記電流検出トランジスタに流れる電流に基づいて前記入力電流制御トランジスタのゲート電圧を制御する負帰還アンプ回路と、を有し、
前記負帰還アンプ回路は前記電流制限値の切り換え回路を兼ね、
前記負帰還アンプ回路は、前記電流検出トランジスタに流れる電流に基づいて形成される検出電圧が、一定電圧であり第１の参照電圧又は前記電源入力端子の電圧を分圧した第２の参照電圧を超えることによって、前記入力電流制御トランジスタに流れる電流を制限し、
前記入力電流制御トランジスタに流れる電流が前記目標電流値以上のとき前記第１の電圧が第２の電圧よりも低くされ、前記入力電流制御トランジスタに流れる電流が前記目標電流値よりも小さいとき前記第２の電圧が第１の電圧よりも低くされる、電子回路装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、目標電流を超えないように入力電流を制限する電源制御機能を備えた半導体装置、更にはそのような電源制御機能を備えた電子回路装置に関し、例えばＵＳＢ（Universal Serial Bus(登録商標)）の追加仕様であるバッテリチャージング規格（Battery Charging Specification, Rev 1.1）を満足するＵＳＢ端末装置の電源制御ＩＣに適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
当初のUSBの仕様では、小型周辺デバイスに対する給電のみを目的として、接続されたデバイスへの給電には５Ｖで５００ｍＡと５Ｖで１００ｍＡを規定していた。近時、USBの追加仕様であるバッテリチャージング規格（Battery Charging Specification, Rev 1.1, 4/15/2009）が策定され、１５００ｍＡを給電可能な電源の規定が行われた。この規格はバッテリ充電の仕様であり、充電のための電力をＵＳＢポートから取得する方法について扱っている。
【０００３】
このバッテリチャージング規格では充電のための電源として以下の３種類の電源を定義している。
【０００４】
第１はスタンダードダウンストリームポート(Standard downstream port、以降ＳＤＰとも称する)である。これはUSB 2.0仕様で定義されているものと同様のポートであり、ＵＳＢホストやＵＳＢハブが通常備えるポートである。デバイスは、ＵＳＢデータ端子（Ｄ＋、Ｄ−）の１５ｋΩを介したグランドへの個別の接続を検出することによって、ハードウェアでＳＤＰを認識することができる。このＳＤＰに接続されたＰＤＡ（Personal Digital Assistants）やデジタルスチルカメラなどの電子回路装置（以下単にポータブルデバイスとも称する）はＳＤＰから最大５００ｍＡの電源電流を引き出すことができる。
【０００５】
第２はチャージングダウンストリームポート(Charging downstream port、以降ＣＤＰとも称する)である。これは、ＵＳＢホストやＵＳＢハブにおいてＳＤＰよりも大電流のＵＳＢポートを定義するものであり、ＵＳＢ通信機能を維持し、且つ、チャージング可能なポートを定義する。ＣＤＰは１５００ｍＡを供給可能である。ＣＤＰに接続されたデバイスは、ＵＳＢデータ端子（Ｄ＋、Ｄ−）に対するハードウェアのハンドシェイクを使用して認識することができる。
【０００６】
第３はデディケーテッドチャージングポート(Dedicated charging port、以降ＤＣＰとも称する)である。これは、ＵＳＢ通信機能を持たず、チャージング専用とされるポートであり、ＡＣアダプタやカーアダプタなどのエニュメレーションを行わない電源として定義する。ＤＣＰは１５００ｍＡを供給が可能であり、ＵＳＢホスト又はＵＳＢハブにおけるＵＳＢ端子Ｄ＋とＤ−の間の短絡よって識別される。これにより、ＵＳＢソケットを備えたＡＣアダプタを作ることが可能になる。
【０００７】
このようなバッテリチャージング規格に準拠するポータブルデバイスはＵＳＢホストやＵＳＢハブのＵＳＢソケットから受け取った電力を自身の動作やバッテリの充電に使用するのにどれだけの電流を取得するのが適切かを判断しなければならない。給電能力が５００ｍＡしかないＵＳＢホストやＵＳＢハブから１０００ｍＡを取得しようとすれば、ＵＳＢポートの過負荷となる。例えばバッテリチャージング規格に準拠するポータブルデバイスは検出したＵＳＢポートの種別に応じ、入力した電源電流に対して図９に例示されるような入力電流制限を行う。
【０００８】
特許文献１はＵＳＢコネクタ付のＡＣアダプタを用いてＵＳＢ対応の電子機器の充電を行う場合にＵＳＢ通信を行うことができないためにその規格電流を知ることができないという課題に着眼している。すなわち、検出手段により他の電子機器との接続が検知されると、制御手段が、充電手段に指示する充電電流値を初期電流値から上昇させながら、測定手段の測定値を監視し、測定値の監視結果に基づいて充電電流値を決定する。そして、制御手段が、決定した充電電流値を充電手段に指示し、二次電池の充電を行わせる。これによって、接続元の他の電子機器からその規格電流等の充電に必要な情報を取得できなくても、監視結果に基づいて決定した充電電流値で充電することで、二次電池の充電を安定に行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−１５４６９２号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Battery Charging Specification, Rev 1.1, 4/15/2009
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明者はバッテリチャージング規格に準拠したＵＳＢポートの種別がＳＤＰ，ＣＤＰ，又はＤＣＰの何れであるかをＵＳＢデータ端子Ｄ＋、Ｄ−を用いてポータブルデバイスが判別することによって、自身の動作やバッテリの充電に使用するのに適切な電流を取得するための制御について検討した。これによれば、ＵＳＢポートの種別がＳＤＰ，ＣＤＰ，又はＤＣＰの何れであるかは前記バッテリチャージング規格に準拠してポータブルデバイス側の電源ＩＣで行えばよいが、判別したポートがＤＣＰの場合に、図１０に例示されるようにその給電能力が１５００ｍＡよりも少ない５００ｍＡとされるポートも存在する場合のあることが本発明者によって明らかにされた。これはバッテリチャージング規格の上位規格がＵＳＢ２．０規格であることから、ＤＣＰであっても５００ｍＡという最低の電流供給能力しか満足しないものも提供し得る、とする見解もあり得るからである。
【００１２】
しかしながら、接続したＵＳＢポートの種別を電源制御ＩＣが判別することによって、それに最適な目標電源値を取得する制御を行っても、給電側からの電源電流が目標電流値を下まわると、ポータブルデバイス側の負荷によって電源電流が大きく引き込まれて、電源電流によって得られる内部動作電圧が低下し、電源制御ＩＣ自体の動作が保証されなくなって、ポータブルデバイスが誤動作を引き起こす虞のあることが本発明者によって見出された。もともと電源制御ＩＣは電源電流が目標電流値を超えないように電流制限を行う回路を備えているが、接続したＵＳＢポートの種別に対する判別結果に応じて電流制限を行う回路の電流制限値を決めるために、給電される電源電流が目標電流よりも少ない場合に、更にこれを制限することはできず、更にその必要性も見出されていなかった。
【００１３】
特許文献１の技術は充電手段に指示する充電電流値を初期電流値から上昇させながら測定し、測定値の監視結果に基づいて充電手段の充電電流値を決定するものであり、充電電流の供給基を制御することが必須であり上述の課題の解決に資することはできない。
【００１４】
本発明の目的は、供給される電源電流の電流値が想定よりも小さい場合に負荷回路による電源電流の引き込みが過剰になって電源電流の電圧が負所望に降下する事態の発生を容易に防止することができる半導体装置を提供することにある。
【００１５】
本発明の別の目的は、供給される電源電流の電流値が想定よりも小さい場合に負荷回路による電源電流の引き込みが過剰になって電源電流の電圧が負所望に降下して誤動作する事態の発生を容易に防止することができる電子回路装置を提供することにある。
【００１６】
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。
【００１８】
すなわち、電源入力端子に供給された電源電流に基づいて生成される内部電源電圧を動作電源とする電源制御部に、前記電源入力端子に流入される電流が目標電流値を超えないように電流の流入を制限して電源出力端子に与える電流制限回路を設け、前記電源電流の伝達経路に流入される電流が前記目標電流値に達しないときは、前記電流制限回路による流入電流を前記目標電流値よりも小さくする制御を行う。
【発明の効果】
【００１９】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである。
【００２０】
すなわち、供給される電源電流の電流値が想定よりも小さい場合に負荷回路による電源電流の引き込みが過剰になって電源電流の電圧が負所望に降下する事態の発生を容易に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は本発明の一実施の形態に係る電源制御ＩＣを適用した電子回路装置を例示するブロック図である。
【図２】図２は電流制限回路に設定した電流制限値と電源ポートからの給電能力との関係に依存する電源電流の電圧波形を例示する特性図である。
【図３】図３は給電ポートの種類に応じて電流制限回路に設定した電流制限値を当該給電ポートの実際の給電能力に応じて変更するときの動作波形を例示する特性図である。
【図４】図４は電流制限回路及び電流制限値の切り換え回路などの具体例を示す回路図である。
【図５】図５は電流制限回路及び電流制限値の切り換え回路などの別の具体例を示す回路図である。
【図６】図６は判定回路による電源電流の入力モードの判別処理手順を例示するフローチャートである。
【図７】図７は図６の判別処理手順におけるＳＤＰとＤＣＰ／ＣＤＰの判別方法を例示する説明図である。
【図８】図８はＤＣＰとＣＤＰの判別方法を例示する説明図である。
【図９】図９はバッテリチャージング規格に準拠するポータブルデバイスが判別したＵＳＢポートの種別に応じて入力電源電流に対して行う入力電流制限について示した説明図である。
【図１０】図１０は判別したポートがＤＣＰの場合にその給電能力が１５００ｍＡよりも少ない５００ｍＡとされるポートも存在する場合のあることを示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
１．実施の形態の概要
先ず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。代表的な実施の形態についての概要説明で括弧を付して参照する図面中の参照符号はそれが付された構成要素の概念に含まれるものを例示するに過ぎない。
【００２３】
〔１〕＜外部電源電流の流入が既定に達しないとき流入電流の制限を大きくする＞
本発明の代表的な実施の形態に係る半導体装置（１０）は、電源電流を入力する電源入力端子（ＶＢＵＳ）と、電源電流を出力する電源出力端子（ＰＳＹＳ）と、前記電源入力端子に供給された電源電流に基づいて内部電源電圧を生成する電圧生成回路（２０）と、前記内部電源電圧を動作電源とする電源制御部（２１）と、を有する。前記電源制御部は、前記電源入力端子と前記電源出力端子との間の電源電流の伝達経路（２２）に配置され、流入される電流が目標電流値を超えないように電流の流入を制限する電流制限回路（３０）と、前記電源電流の伝達経路に流入される電流が前記目標電流値に達していないことを当該伝達経路に流れる電流の増加による電圧降下に基づいて検出することにより、前記電流制限回路による流入電流の制限値を前記目標電流値よりも小さくする制御を行う電流制限値の切り換え回路（３１）と、を有する。
【００２４】
これにより、目標電流値に達しない電源電流が電源入力端子から供給される場合には、電流制限回路の電流制限値が小さくされて、負荷回路による過大な電流引き込みが阻止され、電源電流による電源電圧が不所望に降下する事態の発生を防止することができる。したがって、目標電流値に達しない小さな電源電流が供給される場合にも半導体装置の電源電圧を維持することができ、電源電圧の低下による半導体装置の誤動作によって、この半導体装置を電源制御ＩＣなどとして利用する電子回路装置の誤動作や動作不能状態の発生の抑止に資することができる。
【００２５】
〔２〕＜電源電流の入力モードによって決定した電流制限値を実際の流入電流に応じて更に制限＞
項１において、前記電源制御部は、前記電源電流の入力モードを判定する判定回路（３２）を更に有する。前記電流制限回路は前記判定回路の判定結果にしたがって前記目標電流値が選択可能にされる。
【００２６】
これにより、同じ入力モードでも異なる電源電流を供給する電源供給側に対して容易に対処することができる。例えばＤＣＰモードが判定された場合に上記半導体装置を有するポータブルデバイス側ではバッテリチャージング規格に準拠して１５００ｍＡの電流制限を設定したとき、実際に接続したホストデバイスが１００ｍＡの給電能力しか備えていなくても、ポータブルデバイスの誤動作や動作不能の抑制に資することができる。
【００２７】
〔３〕＜Ｄ＋，Ｄ−端子による電源電流の入力モード判定＞
項２において、一対の入力端子Ｄ＋，Ｄ−を更に有する。前記判定回路は、前記入力端子Ｄ＋，Ｄ−に接続する外部経路の状態によって入力モードを判定する。
【００２８】
これにより、バッテリチャージング規格に準拠した、電源電流の入力モードを判別することができる。
【００２９】
〔４〕＜電流制限値の切り換え回路による入力モードに応じた流入電流の制限値＞
項２乃至３の何れかにおいて、前記判定回路で判定された第１モード（ＤＣＰ）における前記目標電流値は第１電流値であり、前記判定回路で判定された第２モード（ＳＤＰ）における前記目標電流値は前記第１電流値よりも小さな第２電流値である。前記第１モードにおいて、前記電流制限値の切り換え回路は前記第１電流値よりも小さく制御する流入電流の値を第２電流値に制御する。
【００３０】
これにより、第１モードがバッテリチャージング規格におけるＤＣＰでその目標電流である第１電流値が１５００ｍＡ、第２モードがバッテリチャージング規格のＳＤＰでその目標電流である第２電流値が５００ｍＡの場合に、第１モードにおいて５００ｍＡの給電能力しかないホストデバイスからの給電に対しても、半導体装置の動作や電源電流の負荷回路の動作を保証することができる。
【００３１】
〔５〕＜定電流定電圧制御＞
項１乃至４の何れかにおいて、バッテリ（１２）が接続されるバッテリ端子（ＰＢＡＴ）を更に有する。前記電源制御部は、前記電流制限回路の後段における電源電流の伝達経路から供給される電源電流に対して定電流定電圧制御を行って前記バッテリ端子に供給する充電制御部（３３）を更に有する。
【００３２】
これにより、バッテリ充電機能を有する半導体装置において、目標より少ない電源電流の供給を受ける場合にも半導体装置の動作が保証される結果、その場合にもバッテリに対する充電機能を保証することができる。
【００３３】
〔６〕＜入力電流制限アンプの出力をバイアスして電流制限値を切り換える電流制限回路＞
項１乃至５の何れかにおいて、前記電流制限回路は、電源入力端子に流入される入力電流の制限に用いる入力電流制御トランジスタ（Ｍ１）と、前記入力制御トランジスタに対して所定の比率で前記入力電流を流そうとする電流検出トランジスタ（Ｍ２）と、前記電流検出トランジスタに流れる電流に基づいて前記入力電流制御トランジスタのゲート電圧を制御して当該入力電流制御トランジスタに流れる前記目標電流値よりも大きな電流を前記目標電流値に制限するための負帰還アンプ回路（ＯＰ２，Ｍ４）と、を有する。前記電流制限値の切り換え回路は、前記電流検出トランジスタに流れる電流の増加による電圧降下が所定値に達したとき前記負帰還アンプ回路による前記入力電流制御トランジスタの制限電流値を小さくする電流制限切り換えアンプ回路（ＯＰ３，Ｍ１０）から成る。
【００３４】
これによれば、前記電流検出トランジスタに流れる電流の増加による電圧降下の度合いを所定値を基準に判別するから、電源電流値の切り換え基準が電源電流の大小などによって影響され難い。
【００３５】
〔７〕＜入力電流制限アンプの参照電位の切り換えによる電流制限値も切り換え＞
請求項１乃至５の何れかにおいて、前記電流制限回路は、電源入力端子に流入される入力電流の制限に用いる入力電流制御トランジスタ（Ｍ１）と、前記入力制御トランジスタに対して所定の比率で前記入力電流を流そうとする電流検出トランジスタ（Ｍ２）と、前記電流検出トランジスタに流れる電流に基づいて前記入力電流制御トランジスタのゲート電圧を制御する負帰還アンプ回路（ＯＰ４）と、を有する。前記負帰還アンプ回路は前記電流制限値の切り換え回路を兼ねる。前記負帰還アンプ回路は、前記電流検出トランジスタに流れる電流に基づいて形成される検出電圧（Ｎ１）が、一定電圧である第１の参照電圧（ＶＢＧ）又は前記電源入力端子の電圧を分圧した第２の参照電圧（ＶＮ３）を超えることによって、前記入力電流制御トランジスタに流れる電流を制限する。前記入力電流制御トランジスタに流れる電流が前記目標電流値以上のとき前記第１の電圧が第２の電圧よりも低くされ、前記入力電流制御トランジスタに流れる電流が前記目標電流値よりも小さいとき前記第２の電圧が第１の電圧よりも低くされる。
【００３６】
これによれば、前記負帰還アンプ回路は前記電流制限値の切り換え回路を兼ねるから項６に比べて簡易な構成にされる。ただし、第２の参照電圧は前記電源入力端子の電圧を分圧した電圧であるから電流制限の切り換え基準が電源電流の大小などによって影響されることになり、電流制限幅が狭くなる場合がある。
【００３７】
〔８〕＜外部電源電流の流入が既定に達しないとき流入電流の制限を大きくする＞
本発明の別の実施の形態に係る電子回路装置（１）は、電源電流を入力する電源入力端子と、電源電流を出力する電源出力端子と、前記電源入力端子に供給された電源電流に基づいて内部電源電圧を生成する電圧生成回路と、前記内部電源電圧を動作電源とする電源制御部と、前記電源出力端子に接続された負荷回路と、を有する。前記電源制御部は、前記電源入力端子と前記電源出力端子との間の電源電流の伝達経路に配置され、流入される電流が目標電流値を超えないように電流の流入を制限する電流制限回路と、前記電源電流の伝達経路に流入される電流が前記目標電流値に達していないことを当該伝達経路に流れる電流の増加による電圧降下に基づいて検出することにより、前記電流制限回路による流入電流の制限値を前記目標電流値よりも小さくする制御を行う電流制限値の切り換え回路と、を有する。
【００３８】
これにより、目標電流値に達しない電源電流が電源入力端子から供給される場合には、電流制限回路の電流制限値が小さくされて、負荷回路による過大な電流引き込みが阻止され、電源電流による電源電圧が不所望に降下する事態の発生を防止することができる。したがって、目標電流値に達しない小さな電源電流が供給される場合にも半導体装置の電源電圧を維持することができ、電源電圧の低下による半導体装置の誤動作によって、電子回路装置の誤動作や動作不能状態の発生の抑止に資することができる。
【００３９】
〔９〕＜電源電流の入力モードによって決定した電流制限値を実際の流入電流に応じて更に制限＞
項８において、前記電源制御部は、前記電源電流の入力モードを判定する判定回路を更に有する。前記電流制限回路は前記判定回路の判定結果にしたがって前記目標電流値が選択可能にされる。
【００４０】
これにより、同じ入力モードでも異なる電源電流を供給する電源供給側に対して容易に対処することができる。例えばＤＣＰモードが判定された場合に上記半導体装置を有するポータブルデバイス側ではバッテリチャージング規格に準拠して１５００ｍＡの電流制限を設定したとき、実際に接続したホストデバイスが１００ｍＡの給電能力しか備えていなくても、ポータブルデバイスの誤動作や動作不能の抑制に資することができる。
【００４１】
〔１０〕＜Ｄ＋，Ｄ−端子による電源電流の入力モード判定＞
項９において、一対の入力端子Ｄ＋，Ｄ−を更に有する。前記判定回路は、前記入力端子Ｄ＋，Ｄ−に接続する外部経路の状態によって入力モードを判定する。
【００４２】
これにより、バッテリチャージング規格に準拠した、電源電流の入力モードを判別することができる。
【００４３】
〔１１〕＜電流制限値の切り換え回路による入力モードに応じた流入電流の制限値＞
請求項９において、前記判定回路で判定された第１モードにおける前記目標電流値は第１電流値であり、前記判定回路で判定された第２モードにおける前記目標電流値は前記第１電流値よりも小さな第２電流値である。前記第１モードにおいて、前記電流制限値の切り換え回路は前記第１電流値よりも小さく制御する流入電流の値を第２電流値に制御する。
【００４４】
これにより、第１モードがバッテリチャージング規格におけるＤＣＰでその目標電流である第１電流値が１５００ｍＡ、第２モードがバッテリチャージング規格のＳＤＰでその目標電流である第２電流値が５００ｍＡの場合に、第１モードにおいて５００ｍＡの給電能力しかないホストデバイスからの給電に対しても、電源電流の負荷回路の動作及び電子回路装置の動作を保証することができる。
【００４５】
〔１２〕＜定電流定電圧制御＞
請求項８乃至１１の何れかにおいて、バッテリと、前記バッテリが接続されるバッテリ端子と、を更に有する。前記電源制御部は、前記電流制限回路の後段における電源電流の伝達経路から供給される電源電流に対して定電流定電圧制御を行って前記バッテリ端子に供給する充電制御部を更に有する。
【００４６】
これにより、バッテリ充電機能を有する電源制御部において、目標より少ない電源電流の供給を受ける場合にも電源制御部の動作が保証される結果、その場合にもバッテリに対する充電機能を保証することができる。
【００４７】
〔１３〕＜入力電流制限アンプの出力をバイアスして電流制限値を切り換える電流制限回路＞
項８乃至１２の何れかにおいて、前記電流制限回路は、電源入力端子に流入される入力電流の制限に用いる入力電流制御トランジスタと、前記入力制御トランジスタに対して所定の比率で前記入力電流を流そうとする電流検出トランジスタと、前記電流検出トランジスタに流れる電流に基づいて前記入力電流制御トランジスタのゲート電圧を制御して当該入力電流制御トランジスタに流れる前記目標電流値よりも大きな電流を前記目標電流値に制限するための負帰還アンプ回路と、を有する。前記電流制限値の切り換え回路は、前記電流検出トランジスタに流れる電流の増加による電圧降下が所定値に達したとき前記負帰還アンプ回路による前記入力電流制御トランジスタの制限電流値を小さくする電流制限切り換えアンプ回路から成る。
【００４８】
これによれば、前記電流検出トランジスタに流れる電流の増加による電圧降下の度合いを所定値を基準に判別するから、電源電流値の切り換え基準が電源電流の大小などによって影響され難い。
【００４９】
〔１４〕＜入力電流制限アンプの参照電位の切り換えによる電流制限値も切り換え＞
項８乃至１２の何れかにおいて、前記電流制限回路は、電源入力端子に流入される入力電流の制限に用いる入力電流制御トランジスタと、前記入力制御トランジスタに対して所定の比率で前記入力電流を流そうとする電流検出トランジスタと、前記電流検出トランジスタに流れる電流に基づいて前記入力電流制御トランジスタのゲート電圧を制御する負帰還アンプ回路と、を有する。前記負帰還アンプ回路は前記電流制限値の切り換え回路を兼ねる。前記負帰還アンプ回路は、前記電流検出トランジスタに流れる電流に基づいて形成される検出電圧が、一定電圧であり第１の参照電圧又は前記電源入力端子の電圧を分圧した第２の参照電圧を超えることによって、前記入力電流制御トランジスタに流れる電流を制限する。前記入力電流制御トランジスタに流れる電流が前記目標電流値以上のとき前記第１の電圧が第２の電圧よりも低くされ、前記入力電流制御トランジスタに流れる電流が前記目標電流値よりも小さいとき前記第２の電圧が第１の電圧よりも低くされる。
【００５０】
これによれば、前記負帰還アンプ回路は前記電流制限値の切り換え回路を兼ねるから項６に比べて簡易な構成にされる。ただし、第２の参照電圧は前記電源入力端子の電圧を分圧した電圧であるから電流制限の切り換え基準が電源電流の大小などによって影響されることになり、電流制限幅が狭くなる場合がある。
【００５１】
２．実施の形態の詳細
実施の形態について更に詳述する。
【００５２】
図１には本発明に係る電子回路装置が例示される。同図に示される電子回路装置１は例えばバッテリチャージング規格を満足するＵＳＢインタフェース機能を備えたＰＤＡやデジタルスチルカメラなどのポータブルデバイスである。このポータブルデバイス１はＵＳＢホスト２とＵＳＢケーブル３を介して接続される。ポータブルデバイス１はＵＳＢケーブル３とのインタフェース端子として、電源入力端子ＶＢＵＳ、グランド端子ＧＮＤ、差動データ端子Ｄ＋，Ｄ−を有する。
【００５３】
ここで、ポータブルデバイス１が備えるＵＳＢインタフェースは例えば図９で説明したようなバッテリチャージング規格におけるＳＤＰ，ＣＤＰ，ＤＣＰの何れのポートにも対応するものである。ここでは、ＵＳＢホスト２がＳＤＰ，ＣＤＰ，ＤＣＰの何れであっても当該ポートから供給される電源に対する制御機能を主体に説明し、データのインタフェースについては本発明の要旨ではないのでその説明は省略する。
【００５４】
電子回路装置１は、半導体装置としての電源制御ＩＣ１０を備え、更に、電源ＩＣ１０で制御された電源を受けて動作する負荷回路としてのシステム回路１１と、電源ＩＣ１０を介して充電されるバッテリ１２を有する。電源制御ＩＣ１０は、特に制限されないが、ＣＭＯＳ又はＢＩ−ＣＭＯＳ集積回路製造技術によって単結晶シリコンのような１個の半導体基板に形成される。
【００５５】
電源ＩＣ１０は、電源電流を入力する電源入力端子ＶＢＵＳ、差動データ端子Ｄ＋，Ｄ−、グランド端子ＧＮＤのほかに、代表的に示された、電源電流を出力する電源出力端子ＰＳＹＳと、前記電源入力端子ＶＢＵＳに供給された電源電流に基づいて内部電源電圧ＶＣＣなどを生成する電圧生成回路（ＲＧＬ）２０と、前記内部電源電圧ＶＣＣを動作電源とする電源制御部（ＶＣＮＴ）２１とを有する。
【００５６】
前記電源制御部２１は、電流制限回路３０、電流制限値の切り換え回路３１、判定回路３２、及び充電制御部３３を有する。電源制御部２１は内部電源電圧ＶＣＣを動作電源とするものであるから、電源入力端子ＶＢＵＳから給電される電源電流がその給電能力を超えて過剰にシステム回路１１に引き込まれると、電源電流の電圧が降下し、内部電源電圧ＶＣＣに必要な電圧を得ることができなくなる。電流制限回路３０は給電能力を超える過剰な電流引き込みを抑制するものである。
【００５７】
電流制限回路３０は、前記電源入力端子ＶＢＵＳと前記電源出力端子ＰＳＹＳとの間の電源電流の伝達経路２２に配置され、流入される電流が目標電流値を超えないように電流の流入を制限する。
【００５８】
判定回路３２は、前記電源電流の入力モード、例えば、ＵＳＢホスト２のポートがＳＤＰ，ＣＤＰ又はＤＣＰの何れであるかを差動データ端子Ｄ＋，Ｄ−の状態に基づいて判別する。この判別結果３４が電流制限回路３０に与えられる。電流制限回路３０は前記判定回路３２の判定結果３４にしたがって前記目標電流値、即ち、流入電流の制限値を選択することにより、ＳＤＰ，ＣＤＰ又はＤＣＰに応じたＵＳＢポートの給電能力に適した電源電流の負荷回路１１への引き込みを可能にする。
【００５９】
電流制限値の切り換え回路３１は、前記電源電流の伝達経路２２に流入される電流が前記目標電流値に達していないことを当該伝達経路２２に流れる電流の増加による電圧降下に基づいて検出することにより、前記電流制限回路２１による流入電流の制限値を前記目標電流値よりも小さくする制御を行う。特にここでは、ＵＳＢホスト２のポートに対してＤＣＰであることを判別したとき、当該ポートの給電能力がバッテリチャージング規格通りの１５００ｍＡでなくＳＤＰと同じ５００ｍＡの場合に、１５００ｍＡの給電能力に見合う電流制限値では給電能力が５００ｍＡの電源電流が負荷回路１１に過剰に引き込まれてしまうので、その場合には、判定回路３２による判定結果がＤＣＰでも電流制限値を給電能力が５００ｍＡのときの電流制限値に自動的に変更可能にするものである。
【００６０】
これにより、目標電流値に達しない電源電流が電源入力端子ＶＢＵＳから供給される場合には、電流制限回路３０の電流制限値が小さくされて、負荷回路による過大な電流引き込みが阻止され、電源電流による電源電圧が不所望に降下する事態の発生を防止することができる。したがって、目標電流値に達しない小さな電源電流が供給される場合にも電源制御ＩＣ１０の電源電圧ＶＣＣを維持することができ、電源電圧ＶＣＣの低下による電源制御ＩＣ１０の誤動作によって、この電源制御ＩＣ１０を利用する電子回路装置１の誤動作や動作不能状態の発生を抑止することに資することができる。
【００６１】
図２には電流制限回路に設定した電流制限値と電源ポートからの給電能力との関係に依存する電源電流の電圧波形が例示される。電源の給電能力（電流能力）が電源制御ＩＣ１０の電流制限回路３０による電流制限値よりも高い場合には、Ｌ１のように電源電流には電圧降下を生じない。これに対して、電源の給電能力（電流能力）が電源制御ＩＣ１０の電流制限回路３０による電流制限値よりも低い場合には、Ｌ２のように電源電流には電圧降下を生ずる。
【００６２】
図３には給電ポートの種類に応じて電流制限回路に設定した電流制限値を当該給電ポートの実際の給電能力に応じて変更するときの動作波形が例示される。給電ポートから供給される電源電流の電圧が降下することに基づいて電源制御ＩＣ１０の電流制限回路３０による電流制限値を（入力電流制限値）を低くすることにより、電源電流の降下が阻止される。
【００６３】
図４には電流制限回路３０及び電流制限値の切り換え回路３１などの具体例が示される。
【００６４】
電圧生成回路２０はバンドギャップリファレンス回路（ＢＧＲ）で生成した基準電圧ＶＢＧを基に、抵抗分圧回路の分圧電圧をオペアンプに帰還させて、当該オペアンプの出力をゲートに受けるｐＭＯＳトランジスタのドレインと前記抵抗分圧回路との結合ノードに所定の電源電圧ＶＣＣを形成する。
【００６５】
充電制御部３３は電流制限回路３０を通過した電源電流の伝達経路と前記バッテリ端子のＰＢＡＴとの間に配置されたトランスファpＭＯＳトランジスタを有し、このトランスファｐＭＯＳトランジスタのゲートを定電流定電圧制御回路（ＣＣＣＶ）で制御してバッテリ端子ＰＢＡＴへ供給する充電電流を定電流化またはバッテリ端子PBATの電圧を定電圧化する。バッテリ１２から負荷回路１１にはダイオードを介してバッテリ電流が供給可能にされる。電源制御ＩＣ１０がバッテリ充電機能を有することにより、目標より少ない電源電流の供給を受ける場合にも前述の通り、電源制御ＩＣ１０の動作が保証される結果、その場合にもバッテリに対する充電機能を保証することができる。
【００６６】
前記電流制限回路３０は、電源入力端子ＶＢＵＳに流入される入力電流の制限に用いる入力電流制御トランジスタとしてのｐチャンネル型のＭＯＳトランジスタ（以下単にｐＭＯＳトランジスタと称する）Ｍ１と、前記ｐＭＯＳトランジスタＭ１に対して所定の比率で前記入力電流を流そうとする電流検出トランジスタとしてのｐＭＯＳトランジスタＭ２とを有し、ｐＭＯＳトランジスタＭ１とｐＭＯＳトランジスタＭ２のゲートは、抵抗素子Ｒ１とｐＭＯＳトランジスタＭ４のオン抵抗との比で決まる分圧電圧が印加される。ｐＭＯＳトランジスタＭ１とｐＭＯＳトランジスタＭ２とのゲートサイズは例えば１０００：１である。ｐＭＯＳトランジスタＭ２の電流経路にはオペアンプＯＰ１でコンダクタンス制御されるｎチャンネル型のＭＯＳトランジスタ（以下単にｎＭＯＳトランジスタと称する）Ｍ３が配置され、ｐＭＯＳトランジスタＭ２のドレイン電圧がｐＭＯＳトランジスタＭ１のドレイン電圧に一致されるようになっている。これはｐＭＯＳトランジスタＭ１、Ｍ２のチャネル長変調効果を考慮したものである。これにより、ｐＭＯＳトランジスタＭ２のドレインにはｐＭＯＳトランジスタＭ１のドレイン電流に対してそのトランジスタサイズ比に応じた電流が流れる。ｎＭＯＳトランジスタＭ３のソースとグランドＧＮＤの間には代表的に示された抵抗素子Ｒ２，Ｒ３とｎＭＯＳトランジスタＭ５，Ｍ６との直列回路が複数並列配置され、判別信号３４に応じて一つの電流経路を選択するようになっている。例えばＶＢＵＳに供給される電源電流の大きなＣＤＰ，ＤＣＰの場合には抵抗値の小さな抵抗素子Ｒ２の経路が選択され、電源電流の小さなＳＤＰの場合には抵抗値の大きな抵抗素子Ｒ３の経路が選択される。前記ｐＭＯＳトランジスタＭ４のゲートには、非反転入力端子（＋）にＭＯＳトランジスタＭ３のソースが接続され、反転入力端子（−）には基準電圧ＶＢＧが供給されるオペアンプＯＰ２の出力が結合される。ｐＭＯＳトランジスタＭ１に流れる電流が大きくなるとノードＮ１の電圧が上昇して反転入力端子（−）の基準電圧に近づいていき、ノードN1の電圧と反転入力端子(−)の基準電圧が等しくなると、ｐＭＯＳトランジスタＭ１に流れる電流を制限する。
【００６７】
前記オペアンプＯＰ２の出力端子はｎＭＯＳトランジスタＭ１０を介して電源電圧ＶＣＣに接続される。ｎＭＯＳトランジスタＭ１０のゲート制御を行うオペアンプＯＰ３は非反転入力端子（＋）に基準電圧ＶＢＧを受け、反転入力端子（−）には電源電流を受ける直列抵抗素子Ｒ１０，Ｒ１１による分圧ノードＮ２の電圧を受ける。負荷回路１１による電源電流の過剰な引き込みによって電源電流の電圧が降下すると、それに応じて分圧ノードＮ２の電圧も降下し、ノードＮ２の電圧が基準電圧ＶＢＧ以下になることによってｎＭＯＳトランジスタＭ１０のコンダクタンスが大きくなって、ｐＭＯＳトランジスタＭ４のオン抵抗を小さくするように作用し、ｐＭＯＳトランジスタＭ１に流れる電流を制限する。
【００６８】
図４の回路構成においてＵＳＢポートの電流能力が１５００ｍＡ以上の場合に、電源の電流供給能力が電源制御ＩＣの電流制限値よりも大きいときの動作を説明する。すなわち判定回路３２によってＤＣＰモードが判別されて抵抗値の小さな抵抗素子Ｒ２の経路が選択された場合である。この場合には、給電能力以上に負荷電流がひかれる場合はなく、ノードＮ２のレベルは基準よりも下がることはない。一方、電源電流が大きくなると、ｐＭＯＳトランジスタＭ１に流れる電流が増えるにしたがってｎＭＯＳトランジスタＭ３に流れる電流も増加し、それにしたがって、ノードＮ１の電圧が高くなり、オペアンプＯP２の非半転入力端子（＋）の電圧がオペアンプＯＰ２の反転入力端子（−）の基準電圧ＶＢＧに等しくなると、当該オペアンプＯＰ２の負帰還制御によってｐＭＯＳトランジスタＭ１に一定の電流値以上を流すことができなくなる。
【００６９】
一方、図４の回路構成においてＤＣＰモードが判別されたにもかかわらずＵＳＢホストの電流能力が１５００ｍＡ未満の場合、即ち、電源の電流供給能力が電源制御ＩＣの電流制限値よりも小さいときには、ノードＮ１の電圧は基準値よりも高くなることはない。電源電流がその給電能力以上に負荷回路１１によって引かれると、入力電圧が減衰する。これによって、ノードＮ２の電圧が低下し、オペアンプＯＰ３の反転入力端子（−）の電圧が非反転入力端子（＋）の電圧に等しくなると、オペアンプＯＰ３の負帰還制御によって、ｐＭＯＳトランジスタＭ１による電流制限が大きくされ、電源電流による電圧は一定の値に制御される。このようにして、ｐＭＯＳトランジスタＭ１による電源電流の電流制限はＵＳＢホストの回路の電流供給能力に合わせて自動的に調整される。
【００７０】
このように図４においては、負帰還アンプ回路（ＯＰ２，Ｍ４）は、ｐＭＯＳトランジスタＭ２に流れる電流に基づいてｐＭＯＳトランジスタＭ１のゲート電圧を制御して当該ｐＭＯＳトランジスタＭ１に流れる前記目標電流値よりも大きな電流を前記目標電流値に制限する。電流制限切り換えアンプ回路（ＯＰ３，Ｍ１０）は、前記ｐＭＯＳトランジスタＭ１に流れる電流の増加による電圧降下が所定値に達したとき前記負帰還アンプ回路（ＯＰ２，Ｍ４）により前記入力電流制御トランジスタＭ１による電流制限値を小さくする。
【００７１】
これによれば、前記電流検出トランジスタに流れる電流の増加による電圧降下の度合いを、所定値である基準電圧を基準にオペアンプＯＰ３を用いて判別するから、電源電流値の切り換え基準が電源電流の大小などによって影響され難い。
【００７２】
図５には電流制限回路３０及び電流制限値の切り換え回路３１などの別の具体例が示される。図５において前記電流制限回路３０は図４と基本構成において同じであり、オペアンプＯＰ３に代えて、反転入力端子（−）を２個持つオペアンプＯＰ４を採用する。一方の反転入力端子（−）には基準電圧ＶＢＧが供給される。他方の反転入力端子（−）には電源入力端子ＶＢＵＳに印加される電源電流を直列抵抗Ｒ２０，Ｒ２１で分圧して得られる分圧電圧ＶＮ３が供給される。当該他方の反転入力端子（−）に係る構成は電流制限値の切り換え回路３１を実現するための構成である。要するに、オペアンプＯＰ４とＭＯＳトランジスタＭ４から成る負帰還アンプ回路は前記電流制限値の切り換え回路３１を兼ねることになる。その他の構成は図４と同様であり、同一機能を有する回路要素にはそれと同じ参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００７３】
前記負帰還アンプ回路（ＯＰ４，Ｍ４）は、前記電流検出トランジスタＭ１に流れる電流に基づいて形成される検出電圧が、一定電圧である第１の参照電圧ＶＢＧ又は前記電源入力端子ＶＢＵＳの電圧を分圧したノードＮ３の第２の参照電圧ＶＮ３を超えることによって、前記入力電流制御トランジスタＭ１に流れる電流を制限する。前記入力電流制御トランジスタＭ１に流れる電流が前記目標電流値以上のとき前記第１の電圧ＶＢＧが第２の電圧ＶＮ３よりも低くされ、前記入力電流制御トランジスタＭ１に流れる電流が前記目標電流値よりも小さいとき前記第２の電圧ＶＮ３が第１の電圧ＶＢＧよりも低くされる。オペアンプＰＯ４は非反転入力端子（＋）の電圧が高くなって反転入力端子（−）の電圧に一致したとき出力が反転されることを期待するものであるから、２個の反転入力端子（−）の電圧は低い方の電圧が優先して参照されることになる。
【００７４】
図５の回路構成においてＵＳＢホストの電流能力が１５００ｍＡ以上の場合に、電源の電流供給能力が電源制御ＩＣの電流制限値よりも大きいとき、すなわち判定回路３２によってＤＣＰモードが判別されて抵抗値の小さな抵抗素子Ｒ２の経路が選択された場合には、図４と同様に作用するから、その詳細な説明は省略する。
【００７５】
一方、図５の回路構成においてＤＣＰモードが判別されたにもかかわらずＵＳＢホストの電流能力が１５００ｍＡ未満の場合、即ち、電源の電流供給能力が電源制御ＩＣ１０の電流制限値よりも小さい場合には、当初、分圧ノードの電圧ＶＮ３に比べて基準電圧ＶＢＧのほうが低くされるが、電源電流がその給電能力以上に負荷回路１１によってひかれると、入力電圧が減衰する。これによって、電源入力端子ＶＢＵＳの電圧と共にノードＮ１の電圧が低下する。これによって分圧電圧ＶＮ３が基準電圧ＶＢＧよりも低くなって、ノードＮ１の電圧が分圧電圧ＶＮ３に等しくなると、オペアンプＯＰ４の非反転入力端子（＋）の電圧が反転入力端子（−）の電圧に等しくなり、オペアンプＯＰ４の負帰還制御によって、ｐＭＯＳトランジスタＭ１による電流制限が一層大きくされ、負荷回路１１による電源電流の引き込みを更に制限する。このようにして、ｐＭＯＳトランジスタＭ１による電源電流の電流制限はＵＳＢホストの回路の電流供給能力に合わせて自動的に調整される。
【００７６】
これによれば、前記負帰還アンプ回路（ＯＰ４，Ｍ４）は電流制限値の切り換え回路を兼ねるから図４に比べて簡易な構成にすることができる。ただし、第２の参照電圧である分圧電圧ＶＮ３は前記電源入力端子ＶＢＵＳの電圧を分圧した電圧であるから電流制限の切り換え基準が電源電流の大小などによって影響されることになり、電流制限幅が狭くなる場合がある。
【００７７】
図６には判定回路３２による電源電流の入力モードの判別処理手順が例示され、図７には図６の判別処理手順におけるＳＤＰとＤＣＰ／ＣＤＰの判別方法が例示され、図８にはＤＣＰとＣＤＰの判別方法が例示される。各図に示される方法はバッテリチャージング規格によって示された方法である。図６に示されるステップＳ１乃至Ｓ４の判定処理を行うことによって電源電流の入力モードがＳＤＰ，ＤＣＰ，ＣＤＰの何れであるかを判別することができる。基本的にはＵＳＢホスト側の差動データ端子Ｄ＋，Ｄ−の状態を判定することによって行われる。例えばＤＣＰの場合にはＵＳＢホスト側では差動データ端子Ｄ＋とＤ−が短絡されており、図７に例示されるようにＤ＋側に電流を供給したときＤ−側からの入力に対する高低の判定と、図８に例示されるようにＤ−側に電流を供給したときＤ＋側からの入力に対する高低の判定と、を行うことによってＤＣＰを判別することができる。
【００７８】
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
【００７９】
例えば、本発明はＵＳＢのバッテリチャージング規格に準拠する電源制御ＩＣに適用される場合に限定されず、種々の電源電流の制御技術に適用することができる。電流制限回路３０及び電流制限値の切り換え回路３１の構成は図４及び図５に限定されず、その他の回路構成を採用してもよい。
【符号の説明】
【００８０】
１  ポータブルデバイス
２  ＵＳＢホスト
３  ＵＳＢケーブル
ＶＢＵＳ  電源入力端子
ＧＮＤ  グランド端子
Ｄ＋，Ｄ−  差動データ端子
１０半導体装置としての電源制御ＩＣ
１１  負荷回路としてのシステム回路
１２  バッテリ
ＰＳＹＳ  電源出力端子
ＶＣＣ  内部電源電圧
２１  電源制御部（ＶＣＮＴ）
３０  電流制限回路
３１  電流制限値の切り換え回路
３２  判定回路
３３  充電制御部
Ｍ１  入力電流制御トランジスタとしてのｐＭＯＳトランジスタ
Ｍ２  電流検出トランジスタとしてのｐＭＯＳトランジスタ
ＯＰ３  負帰還アンプ回路
ＯＰ２  電流制限アンプ回路
ＯＰ４、Ｒ２０，Ｒ２１  前記電流制限アンプ回路を兼ねる負帰還アンプ回路
【図１】
2013078163.tif 000003
【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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