特開 2024-100702 二次電池保護集積回路、バッテリ装置、システム及びシステムのバッテリ装置認証方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024100702

(43)【公開日】2024-07-26

(54)【発明の名称】二次電池保護集積回路、バッテリ装置、システム及びシステムのバッテリ装置認証方法

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20240719BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 S

【審査請求】未請求

【請求項の数】17

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023213192

(22)【出願日】2023-12-18

(31)【優先権主張番号】P 2023003629

(32)【優先日】2023-01-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000006220

【氏名又は名称】ミツミ電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】山口 剛史

(72)【発明者】

【氏名】竹下 順司

【テーマコード（参考）】

5G503

【Ｆターム（参考）】

5G503AA01

5G503BA01

5G503BB02

5G503CA01

5G503CA11

5G503CB11

5G503GA12

5G503GA20

5G503GD02

5G503GD03

5G503GD04

(57)【要約】

【課題】バッテリ装置の認証に使用する認証コードの解読が困難な認証手法を低コストで実現する。
【解決手段】二次電池保護集積回路は、二次電池の充放電経路に設けられるトランジスタの動作を制御することで、二次電池を保護する二次電池保護集積回路であって、温度に依存して抵抗値が変化するサーミスタに接続される温度検出端子と、温度検出端子を介してサーミスタと直列に接続され、温度検出端子と反対側の端が第１ノードに接続される第１抵抗と、第１ノードを第１制御電圧に設定することで、温度に依存する第１電圧を温度検出端子に生成し、認証要求の受信に基づいて第１ノードを第１制御電圧と異なる第２制御電圧に設定することで、第１電圧と異なる、温度に依存する第２電圧を、認証要求に対する応答として温度検出端子に生成する制御回路と、を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

二次電池の充放電経路に設けられるトランジスタの動作を制御することで、前記二次電池を保護する二次電池保護集積回路であって、
温度に依存して抵抗値が変化するサーミスタに接続される温度検出端子と、
前記温度検出端子を介して前記サーミスタと直列に接続され、前記温度検出端子と反対側の端が第１ノードに接続される第１抵抗と、
前記第１ノードを第１制御電圧に設定することで、温度に依存する第１電圧を前記温度検出端子に生成し、認証要求の受信に基づいて前記第１ノードを前記第１制御電圧と異なる第２制御電圧に設定することで、前記第１電圧と異なる、温度に依存する第２電圧を、前記認証要求に対する応答として前記温度検出端子に生成する制御回路と、を有する二次電池保護集積回路。

【請求項2】

制御信号を受信する制御端子を有し、
前記制御回路は、
前記制御信号が第１電圧レベルから第２電圧レベルに変化したときに前記認証要求を検出し、
前記応答として、前記認証要求の検出から第１時間が経過したとき、前記第１ノードを前記第２制御電圧に設定し、さらに第２時間が経過したときに前記第１ノードを前記第１制御電圧に戻す、請求項１に記載の二次電池保護集積回路。

【請求項3】

前記制御回路は、前記制御端子が前記第２電圧レベルに変化してから制御開始遅延時間が経過した場合、予め設定された動作を実施し、
前記第１時間及び前記第２時間の和は、前記制御開始遅延時間より短い、請求項２に記載の二次電池保護集積回路。

【請求項4】

前記制御回路は、
前記温度検出端子の電圧が前記第１電圧から閾値電圧を跨いて変化したときに前記認証要求を検出し、
前記応答として、前記認証要求の検出から第１時間が経過したとき、前記第１ノードを前記第２制御電圧に設定し、さらに第２時間が経過したときに前記第１ノードを前記第１制御電圧に設定する、請求項１に記載の二次電池保護集積回路。

【請求項5】

前記制御回路は、前記温度検出端子の電圧が、温度検出遅延時間以上の間、許容される電圧の範囲を超えた場合、前記トランジスタを制御して前記充放電経路を遮断し、
前記第１時間及び前記第２時間の和は、前記温度検出遅延時間より短い、請求項４に記載の二次電池保護集積回路。

【請求項6】

前記充放電経路に流れる前記二次電池の充電電流の大きさを判定する電流判定回路を有し、
前記制御回路は、前記電流判定回路が判定した前記充電電流の大きさに応じて前記第１時間、前記第２時間及び前記第２制御電圧を設定する、請求項２に記載の二次電池保護集積回路。

【請求項7】

前記制御回路は、
最初の前記認証要求を検出した場合、前記第１時間、前記第２時間及び前記第２制御電圧を初期値に設定し、
２番目の前記認証要求を検出した場合、前記充電電流の大きさに応じて前記第１時間、前記第２時間及び前記第２制御電圧を設定する、請求項６に記載の二次電池保護集積回路。

【請求項8】

前記充電電流の大きさに応じて変化する電圧を受ける電流検出端子を有し、
前記電流判定回路は、
前記電流検出端子で受ける電圧に応じて基準電圧を生成する基準電圧生成回路と、前記基準電圧を複数の抵抗で分圧して複数の判定電圧を生成する分圧回路と、を含む判定電圧生成回路と、
前記複数の判定電圧を電圧が固定の固定電圧とそれぞれ比較する複数の比較器を含み、前記複数の比較器から前記充電電流の大きさを示す複数の比較結果信号を出力する電圧比較回路と、を有し、
前記制御回路は、２番目の前記認証要求を検出した場合、前記複数の比較結果信号の論理値が示す前記充電電流の大きさに応じて前記第１時間、前記第２時間及び前記第２制御電圧を設定する、請求項７に記載の二次電池保護集積回路。

【請求項9】

前記充放電経路に流れる前記二次電池の充電電流の大きさを判定する電流判定回路を有し、
前記制御回路は、前記電流判定回路が判定した前記充電電流の大きさに応じて前記第１時間、前記第２時間及び前記第２制御電圧を設定する、請求項４に記載の二次電池保護集積回路。

【請求項10】

請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の二次電池保護集積回路と、前記二次電池と、前記トランジスタと、前記サーミスタと、を有するバッテリ装置。

【請求項11】

請求項１０に記載のバッテリ装置と、
前記バッテリ装置に接続され、前記二次電池からの電力を受けて動作する負荷と、前記バッテリ装置が正規品であるか否かを検出する認証制御部と、を有する電子機器と、を有し、
前記認証制御部は、前記認証要求を前記バッテリ装置に出力し、前記認証要求に応答して、前記温度検出端子が前記第１電圧から前記第２電圧に変化することを検出した場合、前記バッテリ装置が正規品であることを検出する、システム。

【請求項12】

前記認証制御部は、さらに、前記第１電圧と前記第２電圧との差が、温度に依存する期待値と一致する場合、前記バッテリ装置が正規品であることを検出する、請求項１１に記載のシステム。

【請求項13】

前記認証制御部は、さらに、前記第１電圧と前記第２電圧との比が、期待値と一致する場合、前記バッテリ装置が正規品であることを検出する、請求項１１に記載のシステム。

【請求項14】

請求項６ないし請求項９のいずれか１項に記載の二次電池保護集積回路と、前記二次電池と、前記トランジスタと、前記サーミスタと、を有するバッテリ装置。

【請求項15】

請求項１４に記載のバッテリ装置と、
前記バッテリ装置に接続され、前記二次電池からの電力を受けて動作する負荷と、前記バッテリ装置が正規品であるか否かを検出する認証制御部と、を有する電子機器と、を有し、
前記認証制御部は、
最初の前記認証要求を前記バッテリ装置に出力し、最初の前記認証要求に応答して、前記第１時間、前記第２時間及び前記第２電圧と前記第１電圧との電圧差のそれぞれが前記最初の認証要求用の期待値と一致することを検出した場合、前記充放電経路を介して大きさが異なる複数の充電電流のいずれかである認証用充電電流を前記二次電池に供給し、２番目の前記認証要求を前記バッテリ装置に出力し、
２番目の前記認証要求に応答して、前記第１時間、前記第２時間及び前記第２電圧と前記第１電圧との電圧差のそれぞれが前記認証用充電電流に対応する期待値と一致することを検出した場合、前記バッテリ装置が正規品であることを検出する、システム。

【請求項16】

請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の二次電池保護集積回路と、前記二次電池と、前記トランジスタと、前記サーミスタと、を有するバッテリ装置と、
前記バッテリ装置に接続され、前記二次電池からの電力を受けて動作する負荷と、前記バッテリ装置が正規品であるか否かを検出する認証制御部と、を有する電子機器と、を有するシステムのバッテリ装置認証方法であって、
前記認証制御部が、
前記認証要求を前記バッテリ装置に出力し、
前記認証要求に応答して、前記温度検出端子が前記第１電圧から前記第２電圧に変化することを検出した場合、前記バッテリ装置が正規品であることを検出する、システムのバッテリ装置認証方法。

【請求項17】

請求項６ないし請求項９のいずれか１項に記載の二次電池保護集積回路と、前記二次電池と、前記トランジスタと、前記サーミスタと、を有するバッテリ装置と、
前記バッテリ装置に接続され、前記二次電池からの電力を受けて動作する負荷と、前記バッテリ装置が正規品であるか否かを検出する認証制御部と、を有する電子機器と、を有するシステムのバッテリ装置認証方法であって、
前記認証制御部が、
最初の前記認証要求を前記バッテリ装置に出力し、
最初の前記認証要求に応答して、前記第１時間、前記第２時間及び前記第２電圧と前記第１電圧との電圧差のそれぞれが前記最初の認証要求用の期待値と一致することを検出した場合、前記充放電経路を介して大きさが異なる複数の充電電流のいずれかである認証用充電電流を前記二次電池に供給し、
２番目の前記認証要求を前記バッテリ装置に出力し、
２番目の前記認証要求に応答して、前記第１時間、前記第２時間及び前記電圧差のそれぞれが前記認証用充電電流に対応する期待値と一致することを検出した場合、前記バッテリ装置が正規品であることを検出する、システムのバッテリ装置認証方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、二次電池保護集積回路、バッテリ装置、システム及びシステムのバッテリ装置認証方法に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、スマートフォン、ゲーム機等の携帯型の電子機器は、電子機器に搭載される電池パック等のバッテリ装置からの電力を受けて動作する。この種の電子機器では、正規のバッテリ装置とともに正規でないバッテリ装置が流通する場合がある。正規でないバッテリ装置は、安価であるが安全性及び信頼性が正規品に比べて低いため、電子機器に搭載されて使用されることを避ける必要がある。例えば、電子機器にバッテリ装置が接続されたときに、バッテリ装置に搭載された認証回路を使用して電子機器とバッテリ装置との間で認証処理を実施することで、正規品以外のバッテリ装置の使用を制限する手法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６－１９２８４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

近年、ハッカー装置など処理能力の高い装置が認証コードの解読に使用されるようになってきており、認証コードが解読されるのを避けるため、より高度な認証方式が使用されるようになってきている。しかしながら、高度な認証方式を使用する場合、電子機器及び電池パックに搭載する認証回路の回路規模が大きくなり、コストが上昇してしまう。また、専用の認証端子を設けて認証を実施する場合、例えば、バッテリ装置及び電子機器の基板を作り直さなくてはならず、コストがさらに上昇してしまう。

【0005】

開示の技術は、バッテリ装置の認証に使用する認証コードの解読が困難な認証手法を低コストで実現することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記技術的課題を解決するため、本発明の一形態の二次電池保護集積回路は、二次電池の充放電経路に設けられるトランジスタの動作を制御することで、前記二次電池を保護する二次電池保護集積回路であって、温度に依存して抵抗値が変化するサーミスタに接続される温度検出端子と、前記温度検出端子を介して前記サーミスタと直列に接続され、前記温度検出端子と反対側の端が第１ノードに接続される第１抵抗と、前記第１ノードを第１制御電圧に設定することで、温度に依存する第１電圧を前記温度検出端子に生成し、認証要求の受信に基づいて前記第１ノードを前記第１制御電圧と異なる第２制御電圧に設定することで、前記第１電圧と異なる、温度に依存する第２電圧を、前記認証要求に対する応答として前記温度検出端子に生成する制御回路と、を有する。

【発明の効果】

【0007】

バッテリ装置の認証に使用する認証コードの解読が困難な認証手法を低コストで実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１の実施形態における二次電池保護集積回路を含むシステムの一例を示す回路ブロック図である。

【図2】図１のシステムによるバッテリ装置の認証動作の一例を示すタイミング図である。

【図3】図２の認証動作において、ＰＭＩＣ（Power Management IC）が取得する電圧Ｖ１、Ｖ２に対応するデジタル値の期待値の例を示す特性図である。

【図4】図１のシステムによるバッテリ装置の認証動作の一例を示すフロー図である。

【図5】第２の実施形態における二次電池保護集積回路を含むシステムにおける認証動作を説明する特性図である。

【図6】第２の実施形態のシステムによるバッテリ装置の認証動作の一例を示すフロー図である。

【図7】第３の実施形態における二次電池保護集積回路を含むシステムの一例を示す回路ブロック図である。

【図8】図７のシステムによるバッテリ装置の認証動作の一例を示すタイミング図である。

【図9】図７のシステムによるバッテリ装置の認証動作の一例を示すフロー図である。

【図10】第４の実施形態における二次電池保護集積回路を含むシステムの一例を示す回路ブロック図である。

【図11】図１０の電流判定回路及び制御回路の一例を示す回路ブロック図である。

【図12】図１０のバッテリ装置の認証動作時に使用される充電電流と設定されるパラメータの例を示す説明図である。

【図13】図１１の電流判定回路の動作の一例を示す説明図である。

【図14】図１０のシステムによるバッテリ装置の認証動作の一例を示すフロー図である。

【図15】図１４の続きを示すフロー図である。

【図16】充電中の任意のタイミングで認証動作を実施する一例を示すフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照して実施の形態の説明を行う。以下では、信号が伝達される信号線、端子及びノードには、信号名と同じ符号が使用される場合がある。電圧が伝達される電圧線、端子、ノード及び電圧値には、電圧名と同じ符号が使用される場合がある。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

【0010】

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態における二次電池保護集積回路を含むシステムの一例を示す回路ブロック図である。図１に示すシステム１００は、バッテリ装置２００及び電子機器３００を有する。例えば、電子機器３００は、携帯電話、スマートフォン、タブレット、イヤホンなどのポータブル機器である。なお、電子機器３００は、バッテリ装置２００が接続される機器であれば、ポータブル機器に限定されない。

【0011】

バッテリ装置２００は、例えば、電子機器３００内に着脱自在に収納される電池パックであり、電子機器３００に接続された状態で電子機器３００に電力を供給可能である。バッテリ装置２００と電子機器３００とは、図１に丸印で示す正側の電源端子Ｐ＋、負側の電源端子Ｐ－、制御端子ＣＮＴ及び温度検出端子ＴＨを介して相互に接続される。例えば、電源端子Ｐ＋、Ｐ－は、二次電池２１０を充電するときに、電子機器３００の図示しないＵＳＢ（Universal Serial Bus）ポート等を介して充電器又は電源アダプタ等に接続される。

【0012】

バッテリ装置２００は、二次電池２１０、保護ＩＣ（Integrated Circuit）２２０、トランジスタＴＲ１、ＴＲ２、抵抗Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３、コンデンサＣ２１、Ｃ２２及びサーミスタＴＨＭを有する。保護ＩＣ２２０は、二次電池２１０を保護する二次電池保護集積回路の一例である。

【0013】

二次電池２１０は、充電が可能なリチウムイオン電池又はリチウムポリマ電池などである。二次電池２１０の正極（＋）は、正側の電流経路（充放電経路）である電源線２０１を介して電源端子Ｐ＋に接続される。二次電池２１０の負極（－）は、直列に接続された抵抗Ｒ２２及びトランジスタＴＲ２、ＴＲ１を介して負側の電流経路（充放電経路）である接地線２０２に接続される。接地線２０２は、電源端子Ｐ－に接続される。

【0014】

保護ＩＣ２２０は、スイッチＳＷ及びタイマＴＭを含む制御回路２２１と、抵抗Ｒ１を含む温度検出回路２２２とを有する。抵抗Ｒ１は、第１抵抗の一例である。スイッチＳＷは、制御回路２２１による制御に基づいて、電圧線ＶＡを電圧線ＶＡ１又は電圧線ＶＡ２に接続し、あるいは、電圧線ＶＡをオープン状態に設定する。タイマＴＭは、例えば、後述する時間ｔ１、ｔ２を計測する。スイッチＳＷにおいて電圧線ＶＡに接続される端子ノードは第１ノードの一例である。

【0015】

保護ＩＣ２２０は、電源端子ＶＤＤ、接地端子ＶＳＳ、電流検出端子ＣＳ、放電制御端子ＤＯＵＴ、充電制御端子ＣＯＵＴ、監視端子ＶＭ、温度検出端子ＴＨ２及び制御端子ＣＮＴ２を有する。保護ＩＣ２２０の電源端子ＶＤＤは、抵抗Ｒ２１を介して電源線２０１に接続され、コンデンサＣ２１を介して接地線ＶＳＳに接続される。保護ＩＣ２２０の接地端子ＶＳＳは、接地線ＶＳＳに接続される。保護ＩＣ２２０は、二次電池２１０からの電源電圧ＶＤＤ又は電子機器３００に接続された充電器等からの電源電圧ＶＤＤを電源端子ＶＤＤで受けることで動作する。

【0016】

電流検出端子ＣＳは、抵抗Ｒ２２とトランジスタＴＲ２のソースとを接続する接続ノードＮＤ１に接続される。また、電流検出端子ＣＳは、コンデンサＣ２２を介して接地端子ＶＳＳに接続される。例えば、保護ＩＣ２２０は、電流検出端子ＣＳを介して抵抗Ｒ２２を流れる電流を検出することで、二次電池２１０に流れる充電過電流又は放電過電流を検出することができる。抵抗Ｒ２２は、二次電池２１０に流れる電流を検出するセンス抵抗として機能する。

【0017】

監視端子ＶＭは、抵抗Ｒ２３を介して電源端子Ｐ－に接続される。例えば、保護ＩＣ２２０は、監視端子ＶＭで受ける電源端子Ｐ－の電圧を監視することで、バッテリ装置２００が電子機器３００に接続されたことを検出することができる。

【0018】

温度検出端子ＴＨ２は、抵抗Ｒ１とサーミスタＴＨＭとの間に設けられる。抵抗Ｒ１及びサーミスタＴＨＭは、電圧線ＶＡと接地線２０２との間に直列に接続される。抵抗Ｒ１一端は、温度検出端子ＴＨ２に接続され、抵抗Ｒ１の温度検出端子ＴＨと反対側の他端は、電圧線ＶＡに接続される。制御端子ＣＮＴ２は、制御端子ＣＮＴを介して電子機器３００に接続される。

【0019】

制御回路２２１は、バッテリ装置２００が正規品か否かを判定するための認証要求ＲＥＱを制御端子ＣＮＴ、ＣＮＴ２を介して電子機器３００から受ける。制御回路２２１は、認証要求ＲＥＱを受信した場合、タイマＴＭにより時間ｔ１を計測し、時間ｔ１の計測後にスイッチＳＷを制御して、電圧線ＶＡと電圧線ＶＡ１との接続を解除し、電圧線ＶＡを電圧線ＶＡ２に接続する。制御回路２２１は、電圧線ＶＡを電圧線ＶＡ２に接続した後、タイマＴＭにより時間ｔ２を計測し、時間ｔ２の計測後に電圧線ＶＡと電圧線ＶＡ２との接続を解除し、電圧線ＶＡを電圧線ＶＡ１に接続する。時間ｔ１は、第１時間の一例であり、時間ｔ２は、第２時間の一例である。

【0020】

電圧線ＶＡの電圧ＶＡは、抵抗Ｒ１及びサーミスタＴＨＭにより分圧され、温度検出端子ＴＨには、温度に依存する電圧ＴＨが生成される。電圧線ＶＡが電圧線ＶＡ１に接続されている間、温度検出端子ＴＨ２、ＴＨは、電圧ＶＡ１を抵抗Ｒ１及びサーミスタＴＨＭにより分圧した電圧Ｖ１（図２で説明）に設定される。電圧ＶＡ１は、第１制御電圧の一例である。電圧Ｖ１は、温度に依存する第１電圧の一例である。

【0021】

制御回路２２１は、電圧線ＶＡを電圧線ＶＡ１に接続している間、温度検出端子ＴＨ２の電圧ＴＨ２に基づいて、バッテリ装置２００の温度を検出することができる。同様に、電子機器３００のＰＭＩＣ３１０は、電圧線ＶＡが電圧線ＶＡ１に接続されている間、温度検出端子ＴＨの電圧ＴＨに基づいて、バッテリ装置２００及び電子機器３００の温度を検出することができる。

【0022】

電圧線ＶＡが電圧線ＶＡ２に接続されている間、温度検出端子ＴＨ２、ＴＨは、電圧ＶＡ２を抵抗Ｒ１及びサーミスタＴＨＭにより分圧した電圧Ｖ２（図２で説明）に設定される。電圧ＶＡ２は、第２制御電圧の一例である。電圧Ｖ２は、温度に依存する第２電圧の一例である。電圧Ｖ２は、電圧Ｖ２の出力タイミングを含めて、認証要求ＲＥＱに対応する応答ＲＰＬＹとしてＰＭＩＣ３１０に出力される。以下では、認証要求ＲＥＱが出力されてから応答ＲＰＬＹが出力されている期間は、認証期間とも称される。

【0023】

トランジスタＴＲ１、ＴＲ２は、例えば、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）であり、スイッチとして機能する。トランジスタＴＲ１は、アノードがトランジスタＴＲ１のソースに接続され、カソードがトランジスタＴＲ１のドレインに接続された寄生ダイオードＤ１を有する。トランジスタＴＲ２は、アノードがトランジスタＴＲ２のソースに接続され、カソードがトランジスタＴＲ２のドレインに接続された寄生ダイオードＤ２を有する。

【0024】

充電制御端子ＣＯＵＴは、トランジスタＴＲ１のゲートに接続される。保護ＩＣ２２０は、トランジスタＴＲ１のオン／オフを制御する充電制御信号ＣＯＵＴをトランジスタＴＲ１のゲートに出力する。トランジスタＴＲ１は、ハイレベルの充電制御信号ＣＯＵＴを受けている間にオンし、ロウレベルの充電制御信号ＣＯＵＴを受けている間にオフする。トランジスタＴＲ１がオフしている期間、寄生ダイオードＤ１により電源端子Ｐ－側から二次電池２１０の負極側に向かう放電経路がトランジスタＴＲ１内に形成される。トランジスタＴＲ１は、二次電池２１０への充電を制御する充電制御トランジスタとして機能する。

【0025】

放電制御端子ＤＯＵＴは、トランジスタＴＲ２のゲートに接続される。保護ＩＣ２２０は、トランジスタＴＲ２のオン／オフを制御する放電制御信号ＤＯＵＴをトランジスタＴＲ２のゲートに出力する。トランジスタＴＲ２は、ハイレベルの放電制御信号ＤＯＵＴを受けている間にオンし、ロウレベルの放電制御信号ＤＯＵＴを受けている間にオフする。トランジスタＴＲ２がオフしている期間、寄生ダイオードＤ２により二次電池２１０の負極（－）側から電源端子Ｐ－側に向かう充電経路がトランジスタＴＲ２内に形成される。トランジスタＴＲ２は、二次電池２１０からの放電を制御する放電制御トランジスタとして機能する。

【0026】

例えば、制御回路２２１は、二次電池２１０に蓄積された電力を電子機器３００で使用する通常モード中、又は、二次電池２１０を充電する充電モード中、トランジスタＴＲ１、ＴＲ２をオンする。例えば、制御回路２２１は、二次電池２１０に蓄積された電力を電子機器３００で使用しないスタンバイモード中、トランジスタＴＲ２をオフする。なお、制御回路２２１は、充電モード中、トランジスタＴＲ１をオンし、トランジスタＴＲ２をオフしてもよい。

【0027】

制御回路２２１は、温度検出端子ＴＨ２の電圧値により示される温度が、所定時間以上正常な温度範囲を超えるとき（高温異常時又は低温異常時）、トランジスタＴＲ１、ＴＲ２の一方又は両方を遮断することでバッテリ装置２００を保護する。

【0028】

制御回路２２１は、電源端子ＶＤＤに供給される電源電圧ＶＤＤを監視し、電源電圧ＶＤＤが過充電検出電圧よりも高いことを検出した場合、トランジスタＴＲ１をオフすることで、二次電池２１０を過充電等の充電異常から保護する。また、制御回路２２１は、電源電圧ＶＤＤが過放電検出電圧よりも低いことを検出した場合、トランジスタＴＲ２をオフすることで、二次電池２１０を過放電等の放電異常から保護する。

【0029】

電子機器３００は、ＡＤＣ（Analog-to-Digital Converter）３１１、ドライバ３１２、バッファＢＵＦ及び汎用入出力端子ＧＰＩＯ１、ＧＰＩＯ２を含むＰＭＩＣ３１０と、電子機器３００の機能を実現する機能部３２０とを有する。また、電子機器３００は、トランジスタＴＲ３と、端子ＶＢＵＳ、Ｄ＋、Ｄ－、ＧＮＤが設けられたＵＳＢポートとを有する。機能部３２０は、二次電池からの電力を受けて動作する負荷の一例である。トランジスタＴＲ３は、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴであり、ソース・ドレインの一方が電源線３０１に接続され、ソース・ドレインの他方がＵＳＢポートの端子ＶＢＵＳに接続される。ＵＳＢポートの端子ＧＮＤは、接地線３０２に接続される。

【0030】

ＰＭＩＣ３１０は、電源端子Ｐ＋に接続された電源線３０１及び電源端子Ｐ－に接続された接地線３０２に接続される。ＰＭＩＣ３１０及び機能部３２０は、電源線３０１を介して二次電池２１０から供給される電源電圧ＶＤＤ、又は、端子ＶＢＵＳおよびトランジスタＴＲ３を介して充電器等から供給される電源電圧ＶＤＤを受けて動作する。

【0031】

例えば、ＰＭＩＣ３１０は、ＵＳＢポートに接続された充電器等により二次電池２１０を充電する場合、ドライバ３１２からトランジスタＴＲ３のゲートにハイレベルを出力し、トランジスタＴＲ３をオンする。ＰＭＩＣ３１０は、二次電池２１０を充電しない場合、ドライバ３１２からトランジスタＴＲ３のゲートにロウレベルを出力し、トランジスタＴＲ３をオフする。ドライバ３１２によりトランジスタＴＲ３のオン抵抗を調整することにより、二次電池２１０に供給する充電電流量を調整することができ、二次電池２１０を急速充電、通常充電又は予備充電することができる。

【0032】

ＰＭＩＣ３１０は、バッテリ装置２００の温度をモニタする場合、ＧＰＩＯ１端子をロウレベルに設定する。例えば、バッテリ装置２００の温度のモニタは、通常モード中、充電モード中又はスタンバイモード中に実施される。ＧＰＩＯ１端子から出力されるレベルは、制御端子ＣＮＴを介して保護ＩＣ２２０の制御端子ＣＮＴ２に供給される。

【0033】

ＰＭＩＣ３１０は、電子機器３００に接続されたバッテリ装置２００が正規品か否かを判定する認証期間に、ＧＰＩＯ１端子をロウレベルからハイレベルに設定する。バッテリ装置２００は、ＧＰＩＯ１端子のロウレベルからハイレベルへの変化を認証要求ＲＥＱとして検出する。ＰＭＩＣ３１０は、バッテリ装置２００が正規品であるか否かを検出する認証制御部の一例である。

【0034】

バッファＢＵＦは、保護ＩＣ２２０の制御端子ＣＮＴ２のインタフェース仕様に応じた制御電圧を汎用入出力端子ＧＰＩＯ１に出力する。例えば、バッファＢＵＦは、入力でハイレベルを受けたとき、汎用入出力端子ＧＰＩＯ１にハイレベルを出力し、入力でロウレベルを受けたとき、汎用入出力端子ＧＰＩＯ１にロウレベルを出力する。なお、バッファＢＵＦは、イネーブル端子ＥＮＡで有効レベルを受けている間にハイレベルまたはロウレベルを出力し、イネーブル端子ＥＮＡで無効レベルを受けている間、出力を停止し、出力端子をハイインピーダンス状態に設定してもよい。

【0035】

ＡＤＣ３１１は、電源電圧ＶＡＤＣを使用して、汎用入出力端子ＧＰＩＯ２で受ける温度検出端子ＴＨの電圧をデジタル値に変換する。ＰＭＩＣ３１０は、ＧＰＩＯ１端子をロウレベルに設定している期間に、温度検出端子ＴＨの電圧値に対応してＡＤＣ３１１が出力するデジタル値に基づいて、バッテリ装置２００及び電子機器３００の温度を検出する。ＰＭＩＣ３１０は、認証期間に、温度検出端子ＴＨの電圧値に対応してＡＤＣ３１１が出力するデジタル値と、温度検出端子ＴＨの電圧値の変化タイミングとに基づいて、バッテリ装置２００が正規品か否かの判定を実施する。

【0036】

図２は、図１のシステム１００によるバッテリ装置２００の認証動作の一例を示すタイミング図である。図２に示す認証動作は、バッテリ装置２００が電子機器３００に接続されたときに実施され、又は、バッテリ装置２００が電子機器３００に接続されている間の任意のタイミングで実施される。なお、図２に示す認証動作は、充電器又は電源アダプタ等が電子機器３００のＵＳＢポートに接続されたことに基づいて開始されてもよい。

【0037】

まず、ＰＭＩＣ３１０は、汎用入出力端子ＧＰＩＯ１（制御端子ＣＮＴ）からロウレベルを出力する（図２（ａ））。汎用入出力端子ＧＰＩＯ１からロウレベルが出力されている間、保護ＩＣ２２０は、電圧線ＶＡに電圧ＶＡ１を供給する（図２（ｂ））。電圧ＶＡ１は、抵抗Ｒ１とサーミスタＴＨＭとにより分圧され、温度検出端子ＴＨは、温度に依存する電圧Ｖ１に設定される。バッテリ装置２００が正規品でない場合、電圧Ｖ１が温度に依存する期待値を示すか否かは不明である。

【0038】

ＰＭＩＣ３１０は、温度検出端子ＴＨの電圧Ｖ１を取得し、取得した電圧Ｖ１と、電圧Ｖ１が示す温度とをＡＤＣ３１１によりデジタル値に変換して保持する（図２（ｃ））。次に、ＰＭＩＣ３１０は、汎用入出力端子ＧＰＩＯ１（制御端子ＣＮＴ）をロウレベルからハイレベルに設定することで、保護ＩＣ２２０に認証要求ＲＥＱを出力する（図２（ｄ））。制御端子ＣＮＴのロウレベルは、第１電圧レベルの一例であり、制御端子ＣＮＴのハイレベルは、第２電圧レベルの一例である。

【0039】

保護ＩＣ２２０は、制御端子ＣＮＴのロウレベルからハイレベルへの変化に基づいて認証要求ＲＥＱを検出する。保護ＩＣ２２０は、認証要求ＲＥＱを受信してから時間ｔ１後にスイッチＳＷを切り替え、時間ｔ２の間、電圧線ＶＡに電圧ＶＡ２を供給する（図２（ｅ））。また、保護ＩＣ２２０は、時間ｔ２後にスイッチＳＷを切り替え、電圧線ＶＡに電圧ＶＡ１を供給する（図２（ｆ））。これにより、温度検出端子ＴＨは、時間ｔ２の間、電圧ＶＡ２に応じた、温度に依存する電圧Ｖ２に設定され、その後、温度に依存する電圧Ｖ１に戻る（図２（ｇ））。時間ｔ１、ｔ２は、アナログの認証コードとして使用され、電圧Ｖ１、Ｖ２は、温度に依存して変化するアナログの認証コードとして使用される。

【0040】

ＰＭＩＣ３１０は、認証要求ＲＥＱを出力してから時間ｔ１＋ｔ２の期間である応答ＲＰＬＹの期間に認証を実施する（図２（ｈ））。ＰＭＩＣ３１０は、認証要求ＲＥＱを出力してから時間ｔ１後に取得する電圧Ｖ２をＡＤＣ３１１によりデジタル値に変換する。ＰＭＩＣ３１０は、電圧Ｖ１、Ｖ２の電圧差Ｖ２－Ｖ１に対応するデジタル値である認証コードが、電圧Ｖ１により示される温度での電圧差Ｖ２－Ｖ１の期待値と一致するか否かを判定する。

【0041】

例えば、ＰＭＩＣ３１０は、時間ｔ２の間、電圧差Ｖ２－Ｖ１のデジタル値が期待値と一致し続けるか否かを判定してもよい。そして、ＰＭＩＣ３１０は、時間ｔ１、ｔ２がそれぞれ期待値と一致し、かつ、温度に依存する電圧差Ｖ２－Ｖ１のデジタル値が期待値と一致する場合、認証が成功したと判定する。なお、正規品でないバッテリ装置２００が電子機器３００に接続され、電圧Ｖ１が示す温度が実際の温度を示さない場合、電圧差Ｖ２－Ｖ１の期待値は、実際の温度での期待値と一致しない。このため、ＰＭＩＣ３１０は、不一致（認証の失敗）を判定する。

【0042】

この実施形態では、時間ｔ１、ｔ２と電圧Ｖ１、Ｖ２とが認証コードとして保護ＩＣ２２０からＰＭＩＣ３１０に出力される。換言すれば、保護ＩＣ２２０からＰＭＩＣ３１０に出力される認証コードは、デジタル値でなく、温度に依存するアナログ値を含む。これにより、デジタル値による認証コードに比べて、解読が困難な秘匿性の高い認証コードを生成することができる。

【0043】

ＰＭＩＣ３１０は、電圧差Ｖ２－Ｖ１を期待値と比較することで、電圧Ｖ１、Ｖ２のそれぞれを期待値と比較しなくてよいため、認証動作を簡易にすることができる。なお、ＰＭＩＣ３１０は、電圧Ｖ１、Ｖ２のそれぞれを期待値と比較してもよく、その場合、比較する電圧の数が多くなるため、電圧差Ｖ２－Ｖ１で判定する場合に比べて認証の精度を向上することができる。

【0044】

ＰＭＩＣ３１０は、認証の失敗を判定した場合、バッテリ装置２００が模造品であると判定し、認証動作を終了する。図２に示す一点鎖線は、温度検出端子ＴＨが時間ｔ２の間に電圧差Ｖ２－Ｖ１の期待値と異なる電圧Ｖ１に維持されたことをＰＭＩＣ３１０により検出され、認証の失敗が判定される例を示す（図２（ｉ））。例えば、バッテリ装置２００の模造品が、直列に接続された抵抗Ｒ１とサーミスタＴＨＭとを有するが、電圧ＶＡを電圧ＶＡ２に切り替えるスイッチＳＷ等を持たない場合、温度検出端子ＴＨは、時間ｔ１、ｔ２の間、電圧Ｖ１に維持される。

【0045】

なお、認証は、複数回実施されることで、認証を１回のみ実施する場合に比べて認証の信頼性を向上することができる。図２では、認証動作が２回実施される例が示される。例えば、ＰＭＩＣ３１０は、２回の認証が全て成功した場合、バッテリ装置２００が正規品であると判定する。ＰＭＩＣ３１０は、２回の認証の１つ又は両方が失敗した場合、バッテリ装置２００が模造品であると判定する。

【0046】

なお、図２は、制御端子ＣＮＴが、認証要求ＲＥＱの供給端子と、電子機器３００によるバッテリ装置２００の内蔵機能を制御する制御信号の供給端子とを兼ねている場合の例を示す。特に限定されないが、制御端子ＣＮＴに供給される制御信号により保護ＩＣ２２０の動作モードが切り替えられてもよい。なお、制御端子ＣＮＴは、認証要求ＲＥＱをＰＭＩＣ３１０から保護ＩＣ２２０に出力する専用端子として使用されてもよい。

【0047】

保護ＩＣ２２０の制御回路２２１は、制御端子ＣＮＴのハイレベルが制御開始遅延時間ｔＣＮＴ以上維持されたことに基づいてバッテリ装置２００の内蔵機能の制御を開始する。例えば、通常モードおよびスタンバイモードを含む動作モードを制御する信号が制御端子ＣＮＴに供給される場合、制御端子ＣＮＴのハイレベルが制御開始遅延時間ｔＣＮＴ以上維持された場合、バッテリ装置２００は、動作モードを通常モードからスタンバイモードに切り替える。なお、制御端子ＣＮＴによるバッテリ装置２００の内蔵機能の切り替え制御の例は、上記の動作モードの切り替え制御に限定されない。例えば、制御端子ＣＮＴにより、バッテリ装置２００の試験モードへの切り替えが制御されてもよい。

【0048】

例えば、バッテリ装置２００は、スタンバイモード中、トランジスタＴＲ２又はトランジスタＴＲ２、ＴＲ１をオフすることで、二次電池２１０の充放電経路を遮断する。ＰＭＩＣ３１０は、認証要求ＲＥＱを出力してから制御開始遅延時間ｔＣＮＴが経過する前に制御端子ＣＮＴをロウレベルに戻す。これにより、認証動作の実施中にバッテリ装置２００がスタンバイモードに切り替わることを抑止することができ、バッテリ装置２００が誤動作することを抑止することができる。

【0049】

なお、図２では、制御端子ＣＮＴのハイレベルが制御開始遅延時間ｔＣＮＴ以上維持されたことに基づいて内蔵機能の制御が開始されるが、制御端子ＣＮＴのロウレベルが制御開始遅延時間ｔＣＮＴ以上維持されたことに基づいて内蔵機能の制御が開始されてもよい。この場合、ＰＭＩＣ３１０は、汎用入出力端子ＧＰＩＯ１をハイレベルからロウレベルに設定することで、保護ＩＣ２２０に認証要求ＲＥＱを出力する。

【0050】

図３は、図２の認証動作において、ＰＭＩＣ３１０が取得する電圧Ｖ１、Ｖ２に対応するデジタル値の期待値の例を示す特性図である。以下では、電圧Ｖ１、Ｖ２に対応するデジタル値は、電圧Ｖ１、Ｖ２とも称される。

【0051】

温度検出端子ＴＨに生成される電圧は、温度に依存して変化するサーミスタＴＨＭの抵抗値に応じて変化する。ＰＭＩＣ３１０は、図２に示す電圧Ｖ１、Ｖ２の温度依存性及び電圧差Ｖ２－Ｖ１の温度依存性を、予め図示しないメモリ等に記憶しておく。温度依存性は、テーブルとしてメモリ等に記憶されてもよく、数式としてメモリ等に記憶されてもよい。

【0052】

ＰＭＩＣ３１０は、時間ｔ２で取得した電圧Ｖ２と時間ｔ１で取得した電圧Ｖ１との電圧差Ｖ２－Ｖ１を算出する。ＰＭＩＣ３１０は、算出した電圧差Ｖ２－Ｖ１が、電圧Ｖ１で示される現在の温度での電圧差Ｖ２－Ｖ１の期待値と一致し、かつ、時間ｔ１、ｔ２がそれぞれ期待値と一致する場合、認証の成功を判定する。

【0053】

図４は、図１のシステム１００によるバッテリ装置２００の認証動作の一例を示すフロー図である。すなわち、図４は、システム１００のバッテリ装置認証方法の一例を示す。なお、図４では、説明の簡単化のため、図２における認証が１回のみ実施される例が示される。

【0054】

図４に示すＰＭＩＣ３１０の動作は、ＰＭＩＣ３１０のハードウェアにより実現されてもよく、ＰＭＩＣ３１０の機能を制御するソフトウェアにより実現されてもよい。同様に、図４に示す保護ＩＣ２２０の動作は、保護ＩＣ２２０のハードウェアにより実現されてもよく、保護ＩＣ２２０の機能を制御するソフトウェアにより実現されてもよい。

【0055】

図４に示すＰＭＩＣ３１０の動作は、認証動作の開始とともに開始される。まず、ステップＳ３１０において、ＰＭＩＣ３１０は、制御端子ＣＮＴをロウレベルに設定している状態で、温度検出端子ＴＨの電圧Ｖ１を取得する。次に、ステップＳ３２０において、ＰＭＩＣ３１０は、図３に示した電圧Ｖ１の温度依存性に基づいて、電圧Ｖ１に対応する温度を求める。なお、正規品でないバッテリ装置２００が電子機器３００に接続された場合、電圧Ｖ１は温度を示していない場合がある。

【0056】

次に、ステップＳ３３０において、ＰＭＩＣ３１０は、制御端子ＣＮＴをハイレベルＨに設定することで、認証要求ＲＥＱを保護ＩＣ２２０に出力する。次に、ステップＳ３４０において、ＰＭＩＣ３１０は、温度検出端子ＴＨの電圧Ｖ２と時間ｔ１、ｔ２とを取得する。次に、ステップＳ３５０において、ＰＭＩＣ３１０は、電圧Ｖ１、Ｖ２の電圧差Ｖ２－Ｖ１を求める。

【0057】

次に、ステップＳ３６０において、ＰＭＩＣ３１０は、時間ｔ１及び時間ｔ２のそれぞれが期待値と一致するか否かを判定する。また、ＰＭＩＣ３１０は、電圧差Ｖ２－Ｖ１が、電圧Ｖ１により示される温度での電圧差Ｖ２－Ｖ１の期待値と一致するか否かを判定する。ＰＭＩＣ３１０は、時間ｔ１、時間ｔ２及び電圧差Ｖ２－Ｖ１のそれぞれが期待値と一致する場合、認証が成功したため、ステップＳ３７０を実施する。ＰＭＩＣ３１０は、時間ｔ１、時間ｔ２及び電圧差Ｖ２－Ｖ１の１つ又は複数が期待値と一致しない場合、認証が失敗したため、ステップＳ３８０を実施する。

【0058】

なお、正規品でないバッテリ装置２００が電子機器３００に接続され、電圧Ｖ１が温度を示さない場合、保護ＩＣ２２０から受けた電圧Ｖ１、Ｖ２の電圧差Ｖ２－Ｖ１は、実際の温度での電圧差Ｖ２－Ｖ１の期待値と異なる。また、正規品でないバッテリ装置２００では、時間ｔ１、ｔ２のそれぞれも期待値と一致しない。このため、バッテリ装置２００が正規品でない場合、ステップＳ３６０での認証は失敗する。

【0059】

ステップＳ３７０において、ＰＭＩＣ３１０は、認証が成功したため、電子機器３００に接続されたバッテリ装置２００が正規品であると判定し、図４に示す動作を終了する。ステップＳ３８０において、ＰＭＩＣ３１０は、認証が失敗したため、電子機器３００に接続されたバッテリ装置２００が模造品であると判定し、図４に示す動作を終了する。

【0060】

一方、保護ＩＣ２２０は、ステップＳ２１０において、制御端子ＣＮＴがハイレベルＨになるのを待つ。保護ＩＣ２２０は、制御端子ＣＮＴのハイレベルＨ（認証要求ＲＥＱ）を検出した場合、ステップＳ２２０を実施する。ステップＳ２２０において、保護ＩＣ２２０は、認証要求ＲＥＱの検出から時間ｔ１後に電圧線ＶＡを電圧ＶＡ１から電圧ＶＡ２に設定する。保護ＩＣ２２０は、電圧線ＶＡを電圧ＶＡ２に設定してから時間ｔ２後に電圧線ＶＡを電圧ＶＡ１に戻し、図４に示す動作を終了する。

【0061】

以上、この実施形態では、保護ＩＣ２２０は、制御端子ＣＮＴを介してＰＭＩＣ３１０から認証要求ＲＥＱを受けた場合、温度検出端子ＴＨの電圧を、温度に依存した電圧Ｖ１から温度に依存した電圧Ｖ２に変更する。このため、ＰＭＩＣ３１０は、温度検出端子ＴＨから取得する電圧Ｖ１、Ｖ２の電圧差Ｖ２－Ｖ１を温度に依存した期待値と比較することで、バッテリ装置２００が正規品か否かを判定することができる。

【0062】

認証コードをデジタル値でなく温度に依存するアナログ値で保護ＩＣ２２０からＰＭＩＣ３１０に出力するため、例えば、ハッカー等の悪意のある第三者がデジタル値を解析する手法を使用する場合にも、認証コードが解読されることを抑止することができる。すなわち、温度に依存して変化するアナログ値を認証コードとすることで、認証コードの秘匿性を高めることができる。

【0063】

デジタル値による複雑な認証コードを使用しないため、認証コードを生成する保護ＩＣ２２０の回路規模を増大することなく、秘匿性の高い認証コードを生成することができる。また、ＰＭＩＣ３１０の回路規模を増大することなく、認証コードに基づいてバッテリ装置２００が正規品であるか否かを判定することができる。この結果、認証コードの解読が困難な認証手法を低コストで実現することができる。

【0064】

電圧Ｖ１、Ｖ２だけでなく、時間ｔ１、ｔ２を認証コードとして使用することで、さらに秘匿性の高い認証コードを生成することができ、認証コードの解読を困難にすることができる。

【0065】

バッテリ装置２００の内蔵機能の制御に使用している制御端子ＣＮＴを使用して、ＰＭＩＣ３１０から保護ＩＣ２２０に認証要求ＲＥＱを出力するため、新たな端子を設けることなく、認証動作を実施することができる。この結果、例えば、バッテリ装置２００が搭載される基板と、電子機器３００が搭載される基板とを既存のシステムからそれぞれ流用することができる。したがって、保護ＩＣ２２０及びＰＭＩＣ３１０の小規模な回路変更で、秘匿性の高い認証コードを用いた正規品の判定を実施することができる。

【0066】

バッテリ装置２００の内蔵機能の制御が開始されない期間に、制御端子ＣＮＴを使用して保護ＩＣ２２０に認証要求ＲＥＱを出力することで、バッテリ装置２００が内蔵機能の制御を誤って開始することを抑止することができる。この結果、バッテリ装置２００が誤動作することを抑止することができる。

【0067】

（第２の実施形態）
図５は、第２の実施形態における二次電池保護集積回路を含むシステムにおける認証動作を説明する特性図である。電圧Ｖ１、Ｖ２の温度依存性は、図３と同様である。電圧Ｖ１、Ｖ２の電圧比Ｖ２／Ｖ１は、電圧ＶＡ１、ＶＡ２の電圧比ＶＡ２／ＶＡ１に依存して決まり、温度に依存せずに一定である。このため、この実施形態では、電圧比Ｖ２／Ｖ１が期待値と一致するか否かの判定を使用して、バッテリ装置２００が正規品であるか否かを判定する。

【0068】

図６は、第２の実施形態のシステムによるバッテリ装置の認証動作の一例を示すフロー図である。すなわち、図６は、システム１００のバッテリ装置認証方法の別の例を示す。図４と同様の動作については、同じステップ番号を付し、詳細な説明は省略する。この実施形態では、図４のステップＳ３５０、Ｓ３６０の代わりにステップＳ３５２、Ｓ３６２が実施される。その他の動作は、図４の動作と同様である。この実施形態のシステム１００の構成は、図１と同様である。

【0069】

図６に示すＰＭＩＣ３１０の動作は、ＰＭＩＣ３１０のハードウェアにより実現されてもよく、ＰＭＩＣ３１０の機能を制御するソフトウェアにより実現されてもよい。同様に、図６に示す保護ＩＣ２２０の動作は、保護ＩＣ２２０のハードウェアにより実現されてもよく、保護ＩＣ２２０の機能を制御するソフトウェアにより実現されてもよい。

【0070】

ステップＳ３５２において、ＰＭＩＣ３１０は、電圧Ｖ１、Ｖ２の電圧比Ｖ２／Ｖ１を求める。次に、ステップＳ３６２において、ＰＭＩＣ３１０は、時間ｔ１、ｔ２と電圧比Ｖ２／Ｖ１とのそれぞれが期待値と一致するか否かを判定する。ＰＭＩＣ３１０は、時間ｔ１、時間ｔ２及び電圧比Ｖ２／Ｖ１のそれぞれが期待値と一致する場合、認証が成功したため、ステップＳ３７０を実施する。ＰＭＩＣ３１０は、時間ｔ１、時間ｔ２及び電圧比Ｖ２／Ｖ１の１つ又は複数が期待値と一致しない場合、認証が失敗したため、ステップＳ３８０を実施する。

【0071】

以上、この実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。例えば、保護ＩＣ２２０は、温度検出端子ＴＨを介してＰＭＩＣ３１０から認証要求ＲＥＱを受けた場合、温度検出端子ＴＨの電圧を、温度に依存した電圧Ｖ１から温度に依存した電圧Ｖ２に変更する。このため、ＰＭＩＣ３１０は、温度検出端子ＴＨから取得する電圧Ｖ１、Ｖ２の電圧比Ｖ２／Ｖ１を期待値と比較することで、バッテリ装置２００が正規品か否かを判定することができる。

【0072】

電圧比Ｖ２／Ｖ１は、温度に依存しない一定値になるため、ＰＭＩＣ３１０は、温度にかかわらず１つの電圧比Ｖ２／Ｖ１を期待値として判定を実施することができる。したがって、ＰＭＩＣ３１０は、温度を検出することなくバッテリ装置２００が正規品か否かを判定することができる。

【0073】

（第３の実施形態）
図７は、第３の実施形態における二次電池保護集積回路を含むシステムの一例を示す回路ブロック図である。図１と同様の要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。図７に示すシステム１００Ａは、バッテリ装置２００Ａ及び電子機器３００Ａを有する。図１と同様に、電子機器３００Ａは、携帯電話、スマートフォン、タブレット、イヤホンなどのポータブル機器である。

【0074】

システム１００Ａは、図１の制御端子ＣＮＴを持たない。ＰＭＩＣ３１０は、温度検出端子ＴＨを利用してバッテリ装置２００Ａに認証要求ＲＥＱを出力する。このため、ＰＭＩＣ３１０の汎用入出力端子ＧＰＩＯ１は、温度検出端子ＴＨに接続されている。バッテリ装置２００Ａは、温度検出端子ＴＨで認証要求ＲＥＱを受ける。なお、システム１００Ａは、バッテリ装置２００Ａの内蔵機能の制御に使用する、認証要求ＲＥＱが供給されない制御端子ＣＮＴを有してもよい。

【0075】

バッテリ装置２００Ａは、図１の保護ＩＣ２２０の代わりに保護ＩＣ２２０Ａを有することを除き、図１のバッテリ装置２００と同様の構成及び機能を有する。保護ＩＣ２２０Ａは、図１の制御端子ＣＮＴ２を持たず、制御回路２２１の代わりに制御回路２２１Ａを有することを除き、図１の保護ＩＣ２２０と同様の構成及び機能を有する。制御回路２２１Ａは、図１の制御端子ＣＮＴ２の代わりに温度検出端子ＴＨ２から認証要求ＲＥＱを受けることを除き、図１の制御回路２２１と同様の構成及び機能を有する。

【0076】

図８は、図７のシステム１００Ａによるバッテリ装置２００Ａの認証動作の一例を示すタイミング図である。図２と同様の動作については、詳細な説明は省略する。図８に示す認証動作は、図２と同様に、バッテリ装置２００Ａが電子機器３００Ａに接続されたとき、又は、バッテリ装置２００Ａが電子機器３００Ａに接続されている間の任意のタイミングで実施される。なお、図８に示す認証動作は、充電器又は電源アダプタ等が電子機器３００ＡのＵＳＢポートに接続されたことに基づいて開始されてもよい。

【0077】

ＰＭＩＣ３１０は、認証要求ＲＥＱを保護ＩＣ２２０Ａに出力する場合、時間ｔ１以上の間、汎用入出力端子ＧＰＩＯ１をロウレベルに設定する。汎用入出力端子ＧＰＩＯ１の信号波形に示す破線は、バッファＢＵＦが出力を停止し、出力端子をハイインピーダンス状態Ｈｉ－Ｚに設定していることを示す。保護ＩＣ２２０Ａは、汎用入出力端子ＧＰＩＯ１（すなわち、温度検出端子ＴＨ）のロウレベル期間が時間ｔ１未満の場合、認証要求ＲＥＱを検出しない（図８（ａ））。

【0078】

図２と同様に、保護ＩＣ２２０Ａは、認証要求ＲＥＱを受ける前、電圧線ＶＡに電圧ＶＡ１を供給している（図８（ｂ））。電圧ＶＡ１は、抵抗Ｒ１とサーミスタＴＨＭとにより分圧され、温度検出端子ＴＨは電圧Ｖ１に設定される（図８（ｃ））。ＰＭＩＣ３１０は、温度検出端子ＴＨから取得した電圧Ｖ１をＡＤＣ３１１によりデジタル値に変換して保持する。なお、ＰＭＩＣ３１０は、電圧Ｖ１が示す温度を保持しなくてよい。正規のバッテリ装置２００Ａが電子機器３００Ａに接続されている場合、電圧Ｖ１は、温度に依存した値になる。バッテリ装置２００が正規品でない場合、電圧Ｖ１が温度に依存する期待値を示すか否かは不明である。

【0079】

この後、ＰＭＩＣ３１０は、汎用入出力端子ＧＰＩＯ１を時間ｔ１以上の間、ロウレベルに設定する（図８（ｄ））。これにより、温度検出端子ＴＨは、時間ｔ１以上の間、ロウレベル（例えば、接地電圧ＶＳＳ）に設定される（図８（ｅ））。

【0080】

保護ＩＣ２２０Ａは、温度検出端子ＴＨの電圧が閾値電圧ＶＴを跨いで電圧Ｖ１からロウレベルに変化し、ロウレベルが時間ｔ１以上維持されたことを検出した場合、認証要求ＲＥＱを検出する（図８（ｆ））。保護ＩＣ２２０Ａは、認証要求ＲＥＱの検出に基づいて、時間ｔ２の間、電圧線ＶＡに電圧ＶＡ２を供給することで、応答ＲＰＬＹをＰＭＩＣ３１０に出力する（図８（ｇ））。温度検出端子ＴＨは、時間ｔ２の間、電圧ＶＡ２に応じて、温度に依存する電圧Ｖ２に設定される（図８（ｈ））。この実施形態においても、電圧Ｖ２は、温度に依存するアナログの認証コードとして使用される。

【0081】

ＰＭＩＣ３１０は、汎用入出力端子ＧＰＩＯ１を時間ｔ１以上の間、ロウレベルに設定した後、保護ＩＣ２２０Ａからの応答ＲＰＬＹを待つ。ＰＭＩＣ３１０は、認証要求ＲＥＱを出力した後、温度検出端子ＴＨが時間ｔ２の間、電圧Ｖ２が維持されたことを検出した場合、認証が成功したと判定する。例えば、ＰＭＩＣ３１０は、図２と同様に、電圧差Ｖ２－Ｖ１を認証コードとして温度に依存した期待値と比較することで、認証が成功したか否かを判定する。

【0082】

なお、ＰＭＩＣ３１０は、時間ｔ１以上の経過後、電圧Ｖ２が時間ｔ２の間、維持されない場合、認証の失敗を判定する。この場合、ＰＭＩＣ３１０は、バッテリ装置２００Ａが模造品であると判定し、認証動作を終了する。図８に示す一点鎖線は、温度検出端子ＴＨが時間ｔ２の間に電圧差Ｖ２－Ｖ１の期待値と異なる電圧Ｖ１に維持されたことをＰＭＩＣ３１０により検出され、認証の失敗が判定される例を示す（図８（ｉ））。

【0083】

図８では、認証動作が１回のみ実施される例が示される。例えば、ＰＭＩＣ３１０は、複数回の認証を実施し、複数回の認証が全て成功した場合、バッテリ装置２００Ａが正規品であると判定してもよい。認証を複数回実施することで、認証を１回のみ実施する場合に比べて認証の信頼性を向上することができる。

【0084】

なお、制御回路２２１Ａは、温度検出端子ＴＨ２の電圧値により示される温度が、所定時間以上正常な温度範囲を超えるとき（高温異常時又は低温異常時）、トランジスタＴＲ１、ＴＲ２の一方又は両方を遮断することでバッテリ装置２００を保護する。制御回路２２１Ａは、温度検出端子ＴＨの電圧が正常範囲を外れる時間が温度検出遅延時間ｔＴＨ未満の場合、温度の異常を検出せず、トランジスタＴＲ１、ＴＲ２を遮断しない。正常範囲は、システム１００Ａに許容される電圧の範囲の一例である。

【0085】

これにより、例えば、ノイズにより温度検出端子ＴＨの電圧が一時的に異常値になった場合に、保護ＩＣ２２０が誤動作することを抑止することができる。認証の判定時間（時間ｔ１＋ｔ２）は、温度検出遅延時間ｔＴＨより短くなるように設定される。このため、認証のために温度検出端子ＴＨの電圧が正常範囲を超える値に設定された場合に保護ＩＣ２２０Ａが温度の異常を検出することを抑止することができる。これにより、バッテリ装置２００Ａが誤動作することを抑止することができる。

【0086】

図９は、図７のシステム１００Ａによるバッテリ装置２００Ａの認証動作の一例を示すフロー図である。すなわち、図９は、システム１００Ａのバッテリ装置認証方法の一例を示す。図４と同様の動作については、図４と同じステップ番号を付し、詳細な説明は省略する。ＰＭＩＣ３１０の動作では、図４のステップＳ３３０、Ｓ３４０、Ｓ３６０の代わりにステップＳ３３０Ａ、Ｓ３４０Ａ、Ｓ３６０Ａが実施され、図４のＳ３２０は実施されない。保護ＩＣ２２０Ａの動作では、図４のステップＳ２１０、Ｓ２２０の代わりにステップＳ２１０Ａ、Ｓ２２０Ａが実施される。

【0087】

図９に示すＰＭＩＣ３１０の動作は、ＰＭＩＣ３１０のハードウェアにより実現されてもよく、ＰＭＩＣ３１０の機能を制御するソフトウェアにより実現されてもよい。同様に、図９に示す保護ＩＣ２２０Ａの動作は、保護ＩＣ２２０Ａのハードウェアにより実現されてもよく、保護ＩＣ２２０Ａの機能を制御するソフトウェアにより実現されてもよい。

【0088】

ステップＳ３３０Ａにおいて、ＰＭＩＣ３１０は、汎用入出力端子ＧＰＩＯ１を時間ｔ１の間、ロウレベルＬに設定することで、認証要求ＲＥＱを保護ＩＣ２２０Ａに出力する。次に、ステップＳ３４０Ａにおいて、ＰＭＩＣ３１０は、温度検出端子ＴＨの電圧Ｖ２と時間ｔ２とを取得する。

【0089】

次に、ステップＳ３５０で電圧差Ｖ２－Ｖ１を求めた後、ステップＳ３６０Ａにおいて、ＰＭＩＣ３１０は、時間ｔ２と電圧差Ｖ２－Ｖ１とのそれぞれが期待値と一致するか否かを判定する。ＰＭＩＣ３１０は、時間ｔ２及び電圧差Ｖ２－Ｖ１のそれぞれが期待値と一致する場合、認証が成功したため、ステップＳ３７０を実施する。ＰＭＩＣ３１０は、時間ｔ２及び電圧差Ｖ２－Ｖ１の１つ又は複数が一致しない場合、認証が失敗したため、ステップＳ３８０を実施する。

【0090】

なお、ステップＳ３６０Ａにおいて、ＰＭＩＣ３１０は、図６に示したステップＳ３６２と同様に、時間ｔ２と電圧比Ｖ２／Ｖ１とのそれぞれが期待値と一致する場合、認証が成功したと判定してもよい。

【0091】

一方、保護ＩＣ２２０Ａは、ステップＳ２１０Ａにおいて、温度検出端子ＴＨが時間ｔ１以上の間、閾値電圧ＶＴ以下に維持されるまで待つ。保護ＩＣ２２０Ａは、温度検出端子ＴＨが、時間ｔ１以上の間に閾値電圧ＶＴ以下に維持されたことを検出した場合、認証要求ＲＥＱを検出し、ステップＳ２２０Ａを実施する。ステップＳ２２０Ａにおいて、保護ＩＣ２２０Ａは、電圧線ＶＡを電圧ＶＡ１から電圧ＶＡ２に設定し、時間ｔ２後に電圧線ＶＡを電圧ＶＡ１に戻し、図９に示す動作を終了する。

【0092】

以上、この実施形態においても、第１の実施形態及び第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。例えば、保護ＩＣ２２０Ａは、温度検出端子ＴＨを介してＰＭＩＣ３１０から認証要求ＲＥＱを受けた場合、温度検出端子ＴＨの電圧を、温度に依存した電圧Ｖ１から温度に依存した電圧Ｖ２に変更する。このため、ＰＭＩＣ３１０は、温度検出端子ＴＨから取得する電圧Ｖ１、Ｖ２の電圧差Ｖ２－Ｖ１を期待値と比較することで、バッテリ装置２００Ａが正規品か否かを判定することができる。

【0093】

認証コードをデジタル値でなく温度に依存するアナログ値で保護ＩＣ２２０ＡからＰＭＩＣ３１０に出力するため、認証コードの秘匿性を高めることができる。認証コードを生成する保護ＩＣ２２０Ａの回路規模を増大することなく、秘匿性の高い認証コードを生成することができる。また、ＰＭＩＣ３１０の回路規模を増大することなく、認証コードに基づいてバッテリ装置２００Ａが正規品であるか否かを判定することができる。この結果、認証コードの解読が困難な認証手法を低コストで実現することができる。

【0094】

電圧Ｖ１、Ｖ２だけでなく、時間ｔ２を認証コードとして使用することで、さらに秘匿性の高い認証コードを生成することができ、認証コードの解読を困難にすることができる。

【0095】

バッテリ装置２００Ａと電子機器３００Ａとの接続に使用している温度検出端子ＴＨを使用して、ＰＭＩＣ３１０から保護ＩＣ２２０Ａに認証要求ＲＥＱを出力するため、新たな端子を設けることなく、認証動作を実施することができる。この結果、例えば、バッテリ装置２００Ａが搭載される基板と、電子機器３００Ａが搭載される基板とを既存のシステムからそれぞれ流用することができる。したがって、保護ＩＣ２２０Ａ及びＰＭＩＣ３１０の小規模な回路変更で、秘匿性の高い認証コードを用いた正規品の判定を実施することができる。

【0096】

認証の判定時間（時間ｔ１＋ｔ２）を温度検出遅延時間ｔＴＨより短く設定することで、認証のために温度検出端子ＴＨの電圧が正常範囲を超える値に設定された場合に保護ＩＣ２２０Ａが温度の異常を検出することを抑止することができる。これにより、バッテリ装置２００Ａが誤動作することを抑止することができる。

【0097】

（第４の実施形態）
図１０は、第４の実施形態における二次電池保護集積回路を含むシステムの一例を示す回路ブロック図である。図１と同様の要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。図１０に示すシステム１００Ｂは、バッテリ装置２００Ｂ及び電子機器３００Ｂを有する。図１と同様に、電子機器３００Ｂは、携帯電話、スマートフォン、タブレット、イヤホンなどのポータブル機器である。

【0098】

バッテリ装置２００Ｂは、図１の保護ＩＣ２２０の代わりに保護ＩＣ２２０Ｂを有することを除き、図１のバッテリ装置２００と同様の構成及び機能を有する。保護ＩＣ２２０Ｂは、図１の制御回路２２１の代わりに制御回路２２１Ｂを有し、新たに電流判定回路２２３Ｂを有することを除き、図１の保護ＩＣ２２０と同様の構成及び機能を有する。

【0099】

電子機器３００Ｂは、図１のＰＭＩＣ３１０の代わりにＰＭＩＣ３１０Ｂを有することを除き、図１の電子機器３００と同様の構成及び機能を有する。ＰＭＩＣ３１０Ｂは、図１のＰＭＩＣ３１０にパラメータ保持部３１３Ｂを追加していることを除き、図１のＰＭＩＣ３１０と同様の構成および機能を有する。

【0100】

保護ＩＣ２２０Ｂにおいて電流判定回路２２３Ｂは、バッテリ装置２００Ｂの認証動作時に、抵抗Ｒ２２（センス抵抗）を介して接地端子ＶＳＳと電流検出端子ＣＳとの間を流れる充電電流の大きさを判定する。電流判定回路２２３Ｂは、判定結果である充電電流の大きさに応じた論理値の電流検出信号ＩＤ６０、ＩＤ１０、ＩＤ０５を制御回路２２１Ｂに出力する。以下では、電流検出信号ＩＤ６０、ＩＤ１０、ＩＤ０５を区別なく説明する場合、電流検出信号ＩＤとも称される。電流判定回路２２３Ｂの回路構成例については、図１１で説明される。

【0101】

制御回路２２１Ｂは、図１の制御回路２２１の機能に加えて、電流検出信号ＩＤの論理値に応じて図２に示した時間ｔ１、ｔ２及び電圧ＶＡ２の値を設定する機能を有する。これにより、保護ＩＣ２２０Ｂは、バッテリ装置２００Ｂの認証動作時に、電流判定回路２２３Ｂにより判定される充電電流の大きさに応じて時間ｔ１、ｔ２及び電圧ＶＡ２の値を変更可能である。

【0102】

例えば、時間ｔ１、ｔ２は、タイマＴＭの計測時間を変更により設定され、電圧ＶＡ２の値は、電圧ＶＡ２を生成する図示しない電圧生成回路により変更される。例えば、電圧生成回路は、電圧を分圧する直列に接続された複数の抵抗を有し、抵抗間から分圧電圧を出力する抵抗分割回路と、複数の分圧電圧のいずれかを電圧ＶＡ２として選択する電圧選択回路とを有する。

【0103】

ＰＭＩＣ３１０Ｂのパラメータ保持部３１３Ｂは、バッテリ装置２００Ｂの認証動作を実施するときに使用する充電電流の大きさと、充電電流の大きさ毎の時間ｔ１、ｔ２及び電圧差Ｖ２－Ｖ１の期待値をパラメータとして保持する。ＰＭＩＣ３１０Ｂは、バッテリ装置２００Ｂの認証動作時に、ドライバ３１２を制御して選択したパラメータに対応する充電電流をバッテリ装置２００Ｂに供給する。そして、ＰＭＩＣ３１０Ｂは、認証要求に応じたバッテリ装置２００Ｂからの応答である時間ｔ１、ｔ２及び電圧差Ｖ２－Ｖ１をパラメータ毎の期待値と比較することでバッテリ装置２００Ｂが正規品であるか否かを判定する。

【0104】

電子機器３００Ｂ及びバッテリ装置２００Ｂにおいて、充電電流は閉回路を流れるため、電子機器３００Ｂから出力する充電電流は、バッテリ装置２００Ｂで検出可能である。このように、充電電流は、電子機器３００Ｂ及びバッテリ装置２００Ｂの共通のパラメータであるため、充電電流を電子機器３００Ｂとバッテリ装置２００Ｂとの間での認証動作に使用することができる。

【0105】

図１１は、図１０の電流判定回路２２３Ｂ及び制御回路２２１Ｂの一例を示す回路ブロック図である。電流判定回路２２３Ｂは、判定電圧生成回路２２３１及び電圧比較回路２２３２を有する。

【0106】

判定電圧生成回路２２３１は、基準ノードが電流検出端子ＣＳに接続されたバンドギャップリファレンス回路ＢＧＲと、バンドギャップリファレンス回路ＢＧＲの電圧生成ノードと電流検出端子ＣＳとの間に直列に接続された抵抗Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ３３、Ｒ３４とを有する。バンドギャップリファレンス回路ＢＧＲは、電流検出端子ＣＳの電圧に対して所定電圧（例えば、１．２Ｖ）高い電圧を生成する。

【0107】

判定電圧生成回路２２３１は、電流検出端子ＣＳの電圧に応じてバンドギャップリファレンス回路ＢＧＲが生成する電圧を抵抗Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ３３、Ｒ３４により分圧することで、判定電圧Ｖ６０Ａ、Ｖ１０Ａ、Ｖ０５Ａを生成する。例えば、判定電圧Ｖ６０Ａ、Ｖ１０Ａ、Ｖ０５Ａの値は、Ｖ６０Ａ＞Ｖ１０Ａ＞Ｖ０５Ａの順に大きい。このように、バンドギャップリファレンス回路ＢＧＲと、直列に接続された複数の抵抗Ｒ３１－Ｒ３４とにより、電流検出端子ＣＳの電圧に応じて複数の判定電圧を生成する回路を簡易に構成することができる。

【0108】

電圧比較回路２２３２は、判定電圧Ｖ６０Ａ、Ｖ１０Ａ、Ｖ０５Ａと接地電圧ＶＳＳとをそれぞれ比較するコンパレータＣＭＰ１、ＣＭＰ２、ＣＭＰ３を有する。コンパレータＣＭＰ１は、判定電圧Ｖ６０Ａに応じて電流検出信号ＩＤ６０を出力する。コンパレータＣＭＰ２は、判定電圧Ｖ１０Ａに応じて電流検出信号ＩＤ１０を出力する。コンパレータＣＭＰ３は、判定電圧Ｖ０５Ａに応じて電流検出信号ＩＤ０５を出力する。そして、電流判定回路２２３Ｂは、充電電流の大きさを電流検出信号ＩＤ６０、ＩＤ１０、ＩＤ０５の論理値として出力する。

【0109】

制御回路２２１Ｂは、デコーダ２２１１及びパラメータ保持部２２１２を有する。デコーダ２２１１は、真理値表に示すように、電流検出信号ＩＤ６０、ＩＤ１０、ＩＤ０５の論理値に応じた値の選択信号ＳＥＬを出力する。例えば、選択信号ＳＥＬは、２ビットである。

【0110】

選択信号ＳＥＬ＝"０"は、充電電流が規定の最大電流より大きいことを示す（充電過電流）。選択信号ＳＥＬ＝"３"は、充電電流が急速充電時の電流範囲に含まれることを示す。選択信号ＳＥＬ＝"２"は、充電電流が急速充電時より小さい通常充電時の電流範囲に含まれることを示す。選択信号ＳＥＬ＝"０"は、充電電流が通常充電時より小さい予備充電時の電流範囲に含まれることを示す。

【0111】

パラメータ保持部２２１２は、パラメータＰＡＲＡＭ１、ＰＡＲＡＭ２、ＰＡＲＡＭ３、ＰＡＲＡＭ４を保持する記憶領域を有する。以下では、パラメータＰＡＲＡＭ１－ＰＡＲＡＭ４を区別なく説明する場合、パラメータＰＡＲＡＭとも称される。

【0112】

パラメータＰＡＲＡＭ１は、後述する一次認証時に使用され、時間ｔ１、ｔ２及び電圧ＶＡ２の初期値を含む。パラメータＰＡＲＡＭ２－ＰＡＲＡＭ４は、後述する二次認証時に使用され、電流判定回路２２３Ｂにより判定された充電電流の大きさに応じて変更される時間ｔ１、ｔ２及び電圧ＶＡ２を示す値を含む。時間ｔ１、ｔ２及び電圧ＶＡ２を示す値は、パラメータＰＡＲＡＭ１－ＰＡＲＡＭ４毎に異なる。

【0113】

なお、各パラメータＰＡＲＡＭ１－ＰＡＲＡＭ４は、時間ｔ１、ｔ２及び電圧ＶＡ２を示す値に加えて電圧ＶＡ１を示す値を含んでもよい。この場合、電子機器３００Ｂ及びバッテリ装置２００Ｂは、時間ｔ１、ｔ２及び電圧ＶＡ２だけでなく、電圧ＶＡ１も使用して認証動作を実施することができる。

【0114】

制御回路２２１Ｂは、選択信号ＳＥＬが"１"、"２"、"３"のいずれかの場合、選択信号ＳＥＬの値に対応するパラメータＰＡＲＡＭをパラメータ保持部２２１２から読み出し、読み出したパラメータＰＡＲＡＭに応じた波形の電圧ＶＡを電圧線ＶＡに出力する。また、制御回路２２１Ｂは、選択信号ＳＥＬが"０"の場合、過充電を判定し、トランジスタＴＲ１、ＴＲ２をオフして充電を停止する。

【0115】

図１２は、図１０のバッテリ装置２００Ｂの認証動作時に使用される充電電流と設定されるパラメータＰＡＲＡＭの例を示す説明図である。ＰＭＩＣ３１０Ｂは、認証動作時に充電電流を予備充電、通常充電又は急速充電に対応する電流のいずれかに設定する。なお、認証動作時に充電電流が充電過電流を示す場合、バッテリ装置２００Ｂを過充電から保護するために充電が遮断される。

【0116】

ＰＭＩＣ３１０Ｂは、一次認証時に充電電流を出力しない。このため、一次認証において正規品かどうか分からないバッテリ装置２００Ｂが充電されることを避けることができ、認証動作を安全に実行することができる。保護ＩＣ２２０Ｂは、監視端子ＶＭで受ける電圧に基づいて、電子機器３００が接続されたことを検出した場合（一次認証時）、電圧線ＶＡに出力する電圧ＶＡ２をパラメータＰＡＲＡＭ１に含まれる電圧ＶＡ２の値に決定し、パラメータＰＡＲＡＭ１に含まれる時間ｔ１、ｔ２の値に応じたタイミングでスイッチＳＷを動作させる。これにより、パラメータＰＡＲＡＭ１に応じて、図２に示す波形を有する電圧ＶＡが電圧線ＶＡに出力される。

【0117】

保護ＩＣ２２０Ｂは、一次認証後、充電電流が予備充電の範囲にある場合、電圧線ＶＡに出力する電圧ＶＡ２をパラメータＰＡＲＡＭ２に含まれる電圧ＶＡ２の値に決定し、パラメータＰＡＲＡＭ２に含まれる時間ｔ１、ｔ２の値に応じたタイミングでスイッチＳＷを動作させる。保護ＩＣ２２０Ｂは、一次認証後、充電電流が通常充電の範囲にある場合、電圧線ＶＡに出力する電圧ＶＡ２をパラメータＰＡＲＡＭ３に含まれる電圧ＶＡ２の値に決定し、パラメータＰＡＲＡＭ３に含まれる時間ｔ１、ｔ２の値に応じたタイミングでスイッチＳＷを動作させる。保護ＩＣ２２０Ｂは、一次認証後、充電電流が急速充電の範囲にある場合、電圧線ＶＡに出力する電圧ＶＡ２をパラメータＰＡＲＡＭ４に含まれる電圧ＶＡ２の値に決定し、パラメータＰＡＲＡＭ４に含まれる時間ｔ１、ｔ２の値に応じたタイミングでスイッチＳＷを動作させる。

【0118】

なお、ＰＭＩＣ３１０Ｂに搭載されるパラメータ保持部３１３Ｂ（図１０）は、パラメータＰＡＲＡＭ１－ＰＡＲＡＭ４の各々に対応して、時間ｔ１、ｔ２及び電圧差Ｖ２－Ｖ１の期待値を保持する。時間ｔ１、ｔ２及び電圧差Ｖ２－Ｖ１の期待値は、パラメータＰＡＲＡＭ１－ＰＡＲＡＭ４毎に異なる。また、パラメータ保持部３１３Ｂは、パラメータＰＡＲＡＭ２－ＰＡＲＡＭ４の各々に対応して、後述する二次認証時にバッテリ装置２００Ｂに供給する充電電流の大きさを示す値を保持する。さらに、ＰＭＩＣ３１０Ｂは、パラメータＰＡＲＡＭ１－ＰＡＲＡＭ４にそれぞれ対応して図３に示す特性図を持っている。以下では、パラメータＰＡＲＡＭ１－ＰＡＲＡＭ４に対応してパラメータ保持部３１３Ｂが保持するパラメータも、パラメータＰＡＲＡＭ１－ＰＡＲＡＭ４として説明する。

【0119】

図１３は、図１１の電流判定回路２２３Ｂの動作の一例を示す説明図である。判定電圧生成回路２２３１は、充電電流の増加とともに低下する電流検出端子ＣＳの電圧ＶＣＳに追従して判定電圧Ｖ６０Ａ、Ｖ１０Ａ、Ｖ０５Ａを低下させる。電圧比較回路２２３２は、充電電流の増加により判定電圧Ｖ０５Ａが接地電圧ＶＳＳより低くなったとき、電流検出信号ＩＤ０５をロウレベルからハイレベルに変化させる。電圧比較回路２２３２は、充電電流の増加により判定電圧Ｖ１０Ａが接地電圧ＶＳＳより低くなったとき、電流検出信号ＩＤ１０をロウレベルからハイレベルに変化させる。電圧比較回路２２３２は、充電電流の増加により判定電圧Ｖ６０Ａが接地電圧ＶＳＳより低くなったとき、電流検出信号ＩＤ６０をロウレベルからハイレベルに変化させる。

【0120】

図１４及び図１５は、図１０のシステム１００Ｂによるバッテリ装置２００Ｂの認証動作の一例を示すフロー図である。すなわち、図１４及び図１５は、システム１００Ｂのバッテリ装置認証方法の一例を示す。図４と同様の動作については、図４と同じステップ番号を付し、詳細な説明は省略する。図１４は、バッテリ装置２００Ｂの認証動作における一次認証の動作の例を示し、図１５は、認証動作において一次認証が成功したときに実施される二次認証の動作の例を示す。

【0121】

図１４及び図１５に示す認証動作は、バッテリ装置２００Ｂが電子機器３００Ｂに接続されたときに実施され、又は、バッテリ装置２００Ｂが電子機器３００Ｂに接続されている間の任意のタイミング（例えば、充電中）で実施される。なお、図１４及び図１５に示す認証動作は、充電器又は電源アダプタ等が電子機器３００のＵＳＢポートに接続されたことに基づいて開始されてもよい。

【0122】

図１４のＰＭＩＣ３１０Ｂの動作は、図４のステップＳ３６０の代わりにステップＳ３６０Ｂが実施され、図４のＳ３７０が実施されないことを除き、図４の動作と同様である。図１４の保護ＩＣ２２０Ｂの動作は、図４のステップＳ２２０の代わりにステップＳ２２０Ｂが実施されることを除き、図４の動作と同様である。但し、保護ＩＣ２２０Ｂのパラメータ保持部２２１２が保持する各パラメータＰＡＲＡＭに電圧ＶＡ１の値が含まれる場合、ＰＭＩＣ３１０Ｂは、ステップＳ３２０において、パラメータＰＡＲＡＭに対応する特性図（図３）を使用して電圧Ｖ１に対応する温度を求める。

【0123】

保護ＩＣ２２０Ｂは、ステップＳ２１０において、図４と同様に認証要求ＲＥＱを検出した場合、ステップＳ２２０Ｂを実施する。ステップＳ２１０で検出する認証要求ＲＥＱは、最初の認証要求の一例である。ステップＳ２２０Ｂにおいて、保護ＩＣ２２０Ｂは、パラメータＰＡＲＡＭ１に含まれる時間ｔ１、ｔ２と電圧ＶＡ２とを示す値に基づいて電圧線ＶＡの電圧を設定する。時間ｔ１、ｔ２及び電圧ＶＡ２は、図４の時間ｔ１、ｔ２及び電圧ＶＡ２と同じでもよい。保護ＩＣ２２０Ｂは、ステップＳ２２０Ｂの後、図１５のステップＳ２３０Ｂを実施する。

【0124】

一方、ＰＭＩＣ３１０Ｂは、ステップＳ３６０Ｂにおいて、ステップＳ３４０で取得した時間ｔ１、ｔ２と、ステップＳ３５０で求めた電圧差Ｖ２－Ｖ１とのそれぞれがパラメータＰＡＲＡＭ１に対応する期待値と一致するか否かを判定する。ＰＭＩＣ３１０Ｂは、時間ｔ１、時間ｔ２及び電圧差Ｖ２－Ｖ１のそれぞれが期待値と一致する場合、一次認証が成功したため、二次認証を実施するために図１５のステップＳ４１０Ｂを実施する。ＰＭＩＣ３１０Ｂは、時間ｔ１、時間ｔ２及び電圧差Ｖ２－Ｖ１の１つ又は複数が期待値と一致しない場合、一次認証が失敗したため、ステップＳ３８０においてバッテリ装置２００Ｂが模造品であると判定し、認証動作を終了する。

【0125】

図１５のステップ４１０Ｂにおいて、ＰＭＩＣ３１０Ｂは、パラメータＰＡＲＡＭ２－ＰＡＲＡＭ４のいずれかを選択し、選択したパラメータＰＡＲＡＭに対応する充電電流をバッテリ装置２００Ｂに出力する。選択したパラメータＰＡＲＡＭに対応する充電電流は、認証用充電電流の一例である。次に、ステップ４２０Ｂにおいて、ＰＭＩＣ３１０Ｂは、図１４のステップＳ３３０と同様に、認証要求ＲＥＱを保護ＩＣ２２０Ｂに出力する。

【0126】

保護ＩＣ２２０Ｂは、ステップＳ２３０Ｂにおいて認証要求ＲＥＱを検出した場合、ステップＳ２４０Ｂを実施する。ステップＳ２３０Ｂで検出する認証要求ＲＥＱは、２番目の認証要求の一例である。ステップＳ２４０Ｂにおいて、保護ＩＣ２２０Ｂは、充電電流を検出し、検出した充電電流に応じてパラメータＰＡＲＡＭ２－ＰＡＲＡＭ４のいずれかを選択する。次に、ステップＳ２５０Ｂにおいて、保護ＩＣ２２０Ｂは、選択したパラメータＰＡＲＡＭに含まれる時間ｔ１、ｔ２と電圧ＶＡ２とを示す値に基づいて電圧線ＶＡの電圧波形を設定し、図１４及び図１５に示す動作を終了する。

【0127】

ＰＭＩＣ３１０Ｂは、ステップＳ４２０Ｂの後、ステップ４３０Ｂにおいて、図１４のステップＳ３４０と同様に、温度検出端子ＴＨの電圧Ｖ２と時間ｔ１、ｔ２とを取得する。次に、ステップ４４０Ｂにおいて、ＰＭＩＣ３１０Ｂは、図１４のステップＳ３５０と同様に、電圧Ｖ１、Ｖ２の電圧差Ｖ２－Ｖ１を求める。

【0128】

次に、ステップ４５０Ｂにおいて、ＰＭＩＣ３１０Ｂは、ステップＳ４３０Ｂで取得した時間ｔ１、ｔ２と、ステップＳ４４０Ｂで求めた電圧差Ｖ２－Ｖ１とが、ステップ４１０Ｂで選択したパラメータＰＡＲＡＭに対応する期待値と一致するか否かを判定する。

【0129】

ＰＭＩＣ３１０Ｂは、時間ｔ１、時間ｔ２及び電圧差Ｖ２－Ｖ１のそれぞれが期待値と一致する場合、二次認証が成功したため、ステップＳ４６０Ｂにおいてバッテリ装置２００が正規品であると判定し、図１４及び図１５に示す動作を終了する。一方、ＰＭＩＣ３１０Ｂは、時間ｔ１、時間ｔ２及び電圧差Ｖ２－Ｖ１の１つ又は複数が期待値と一致しない場合、二次認証が失敗したため、ステップＳ４７０Ｂにおいてバッテリ装置２００Ｂが模造品であると判定し、図１４及び図１５に示す動作を終了する。

【0130】

図１４及び図１５に示すように、図１０のシステム１００Ｂによるバッテリ装置２００Ｂの認証動作では、一次認証と二次認証とが順次実施される。二次認証時の時間ｔ１、時間ｔ２及び電圧ＶＡ２は、充電電流の大きさに応じて一次認証の設定値に対して変更される。例えば、バッテリ装置２００Ｂの認証動作のタイミングは、図２の最初の認証を一次認証とし、図２の２番目の認証を二次認証とすることで表すことが可能である。

【0131】

なお、図１４及び図１５では、各パラメータＰＡＲＡＭが時間ｔ１、ｔ２及び電圧ＶＡ２を示す値を含む例について説明したが、各パラメータＰＡＲＡＭは、時間ｔ１、ｔ２及び電圧ＶＡ２の１つ又は複数を示す値を含んでいればよい。この場合、ＰＭＩＣ３１０Ｂのパラメータ保持部３１３Ｂには、各パラメータＰＡＲＡＭに含まれる要素に対応する要素（例えば、時間ｔ１、時間ｔ２及び電圧差Ｖ２－Ｖ１の１つ又は複数）が保持される。そして、ＰＭＩＣ３１０は、パラメータ保持部３１３Ｂに保持される要素を期待値として認証の成否を判定する。

【0132】

以上、この実施形態においても、第１から第３の実施形態と同様の効果を得ることができる。例えば、保護ＩＣ２２０Ｂは、温度検出端子ＴＨを介してＰＭＩＣ３１０Ｂから認証要求ＲＥＱを受けた場合、温度検出端子ＴＨの電圧を、温度に依存した電圧Ｖ１から温度に依存した電圧Ｖ２に変更する。このため、ＰＭＩＣ３１０Ｂは、温度検出端子ＴＨから取得する電圧Ｖ１、Ｖ２の電圧差Ｖ２－Ｖ１を期待値と比較することで、バッテリ装置２００Ｂが正規品か否かを判定することができる。

【0133】

さらに、第４の実施形態では、バッテリ装置２００Ｂの二次認証において、充電電流の大きさに応じて時間ｔ１、時間ｔ２及び電圧ＶＡ２を一次認証の設定値に対して変更することで、第１から第３の実施形態に比べて認証コードの秘匿性を高めることができ、認証コードの解読を困難にすることができる。また、一次認証時には充電電流を流さないため、一次認証時に正規品かどうか分からないバッテリ装置２００Ｂが充電されることを避けることができ、認証動作を安全に実行することができる。

【0134】

なお、第４の実施形態では、第１の実施形態と同様に、ＰＭＩＣ３１０Ｂは、時間ｔ１、ｔ２及び電圧Ｖ１により示される温度での電圧差Ｖ２－Ｖ１が期待値と一致するか否かに応じてバッテリ装置２００Ｂが正規品であるか否かを判定する。しかしながら、第２の実施形態と同様に、ＰＭＩＣ３１０Ｂは、時間ｔ１、ｔ２及び電圧Ｖ１により示される温度での電圧比Ｖ２／Ｖ１が期待値と一致するか否かに応じてバッテリ装置２００が正規品であるか否かを判定してもよい。さらに、第４の実施形態は、温度検出端子ＴＨを利用して電子機器３００Ａからバッテリ装置２００Ａに認証要求ＲＥＱを出力する第３の実施形態に適用されてもよい。

【0135】

図１６は、充電中の任意のタイミングで認証動作を実施する一例を示すフロー図である。図４と同様の動作については、図４と同じステップ番号を付し、詳細な説明は省略する。図１６では、図１のシステム１００によるバッテリ装置２００の認証動作の例を示すが、図７のシステム１００Ａ及び図１０のシステム１００Ｂにおいても、図１６と同様に充電中の任意のタイミングで認証動作が実施されてもよい。

【0136】

図１６では、ＰＭＩＣ３１０は、ステップＳ３７０において、認証の成功によりバッテリ装置２００が正規品であると判定した場合、充電を継続する。また、ＰＭＩＣ３１０は、ステップＳ３６２において、認証が失敗した場合、ステップＳ３９０を実施する。ステップＳ３９０において、ＰＭＩＣ３１０は、充電を停止し、図１６に示す認証動作を終了する。

【0137】

以上、各実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態に示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することができ、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

【符号の説明】

【0138】

１００、１００Ａ、１００Ｂ システム
２００、２００Ａ、２００Ｂ バッテリ装置
２０１ 電源線
２０２ 接地線
２１０ 二次電池
２２０、２２０Ａ、２２０Ｂ 保護ＩＣ
２２１、２２１Ａ、２２１Ｂ 制御回路
２２１１ デコーダ
２２１２ パラメータ保持部
２２２ 温度検出回路
２２３Ｂ 電流判定回路
２２３１ 判定電圧生成回路
２２３２ 電圧比較回路
３００、３００Ａ、３００Ｂ 電子機器
３０１ 電源線
３０２ 接地線
３１０、３１０Ｂ ＰＭＩＣ
３１１ ＡＤＣ
３１２ ドライバ
３１３Ｂ パラメータ保持部
３２０ 機能部 ＢＧＲ バンドギャップリファレンス回路
ＢＵＦ バッファ
Ｃ２１、Ｃ２２ コンデンサ
ＣＭＰ１、ＣＭＰ２、ＣＭＰ３ コンパレータ
ＣＮＴ、ＣＮＴ２ 制御端子
ＣＯＵＴ 充電制御端子
ＣＳ 電流検出端子
Ｄ１、Ｄ２ 寄生ダイオード
ＤＯＵＴ 放電制御端子
ＥＮＡ イネーブル信号
ＧＰＩＯ１、ＧＰＩＯ２ 汎用入出力端子
ＩＤ０５、ＩＤ１０、ＩＤ６０ 電流検出信号
ＮＤ１ 接続ノード
Ｐ＋、Ｐ－ 電源端子
ＰＡＲＡＭ１－ＰＡＲＡＭ４ パラメータ
Ｒ１、Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３ 抵抗
Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ３３、Ｒ３４ 抵抗
ＲＥＱ 認証要求
ＲＰＬＹ 応答
ＳＥＬ 選択信号
ＳＷ スイッチ
ｔＣＮＴ 制御開始遅延時間
ＴＨ、ＴＨ２ 温度検出端子
ＴＨＭ サーミスタ
ＴＭ タイマ
ＴＲ１、ＴＲ２、ＴＲ３ トランジスタ
ｔＴＨ 温度検出遅延時間
Ｖ０５Ａ、Ｖ１０Ａ、Ｖ６０Ａ 判定電圧
ＶＡ、ＶＡ１、ＶＡ２ 電圧線
ＶＡＤＣ 電源電圧
ＶＤＤ 電源端子
ＶＭ 監視端子
ＶＳＳ 接地端子
ＶＴ 閾値電圧

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】