特開 2024-88188 回路装置及び電子機器

(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】P2024088188

(43)【公開日】2024-07-02

(54)【発明の名称】回路装置及び電子機器

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20240625BHJP

   H01M 10/44 20060101ALI20240625BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20240625BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 B

H01M10/44 P

H01M10/48 P

【審査請求】未請求

【請求項の数】17

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022203240

(22)【出願日】2022-12-20

(71)【出願人】

【識別番号】000002369

【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104710

【弁理士】

【氏名又は名称】竹腰 昇

(74)【代理人】

【識別番号】100090479

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 一

(74)【代理人】

【識別番号】100124682

【弁理士】

【氏名又は名称】黒田 泰

(74)【代理人】

【識別番号】100166523

【弁理士】

【氏名又は名称】西河 宏晃

(72)【発明者】

【氏名】二ノ宮 正也

(72)【発明者】

【氏名】松田 欣也

【テーマコード（参考）】

5G503

5H030

【Ｆターム（参考）】

5G503AA01

5G503BA01

5G503BB01

5G503EA08

5G503GA13

5H030AA03

5H030AS20

5H030FF41

(57)【要約】

【課題】バッテリーが過充電されることによる不具合を抑制できる回路装置等の提供。
【解決手段】回路装置１は、充電回路１０と放電回路２０を含む。充電回路１０は、電源ノードＮＩＮからの電源電圧ＶＩＮに基づいてバッテリー２に充電電流ＩＣＨを供給する。放電回路２０は充電回路１０の出力側に設けられ、充電電流ＩＣＨの供給がオフであるときに電源ノードＮＩＮから充電回路１０の出力側にリークするリーク電流を、放電する。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電源ノードからの電源電圧に基づいてバッテリーに充電電流を供給する充電回路と、
前記充電回路の出力側に設けられる放電回路と、
を含み、
前記放電回路は、
前記充電電流の供給がオフであるときに前記電源ノードから前記充電回路の出力側にリークするリーク電流を、放電することを特徴とする回路装置。

【請求項2】

請求項１に記載の回路装置おいて、
前記放電回路は、
前記バッテリーの満充電が検知された後に前記リーク電流を放電することを特徴とする回路装置。

【請求項3】

請求項１に記載の回路装置おいて、
前記充電回路と前記バッテリーとの間に設けられ、前記バッテリーから前記充電回路への逆流を防止する逆流防止回路を含み、
前記放電回路は、前記逆流防止回路の入力側ノードに接続されることを特徴とする回路装置。

【請求項4】

請求項３に記載の回路装置おいて、
前記逆流防止回路は、
前記入力側ノードと充電ノードの間に設けられるトランジスターを含み、
前記トランジスターは、
前記入力側ノードから前記充電ノードへの方向を順方向とする寄生ダイオードを有することを特徴とする回路装置。

【請求項5】

請求項１乃至４のいずれか一項に記載の回路装置おいて、
前記放電回路は、
前記リーク電流を放電することで、前記充電回路の出力側の電圧をバッテリー電圧以下に設定することを特徴とする回路装置。

【請求項6】

請求項１乃至４のいずれか一項に記載の回路装置おいて、
前記放電回路は、
前記充電回路の出力側とグランドノードの間に直列に設けられる抵抗回路及びスイッチを含むことを特徴とする回路装置。

【請求項7】

請求項６に記載の回路装置おいて、
前記抵抗回路の抵抗値は、
前記充電回路がオフであり、前記バッテリーが満充電であり、動作温度が最大動作温度であり、前記電源ノードに電源電圧が印加されているとき、前記充電回路の出力の電圧が前記バッテリーの満充電時の電圧以下となる抵抗値に設定されていることを特徴とする回路装置。

【請求項8】

請求項６に記載の回路装置おいて、
前記抵抗回路は、
可変抵抗回路であることを特徴とする回路装置。

【請求項9】

請求項８に記載の回路装置おいて、
前記充電回路の出力側の電圧と前記バッテリーの電圧とをモニターするモニター回路と、
前記モニター回路のモニター結果に基づいて前記可変抵抗回路の抵抗値を設定する制御回路と、
を含むことを特徴とする回路装置。

【請求項10】

請求項１乃至４のいずれか一項に記載の回路装置おいて、
前記放電回路は、
前記充電回路の出力とグランドノードの間に設けられる電流源回路を含むことを特徴とする回路装置。

【請求項11】

請求項１０に記載の回路装置おいて、
前記電流源回路が流す電流の電流値は、
前記充電回路がオフであり、前記バッテリーが満充電であり、動作温度が最大動作温度であり、前記電源ノードに電源電圧が印加されているとき、前記充電回路の出力の電圧が前記バッテリーの満充電時の電圧以下となる前記電流値に設定されていることを特徴とする回路装置。

【請求項12】

請求項１０に記載の回路装置おいて、
前記電流源回路は、
可変電流源回路であることを特徴とする回路装置。

【請求項13】

請求項１乃至４のいずれか一項に記載の回路装置おいて、
前記放電回路は、
スイッチを含み、
前記スイッチと充電回路に含まれる可変抵抗回路とは、
前記充電回路の出力側のノードとグランドノードの間に直列に設けられることを特徴とする回路装置。

【請求項14】

請求項１乃至４のいずれか一項に記載の回路装置おいて、
前記充電回路は、
前記電源ノードと前記充電回路の出力との間に設けられるトランジスターと、
前記トランジスターのゲート電圧を制御するアンプ回路と、
を含み、
前記充電電流の供給がオフであるとき、前記トランジスターはオフであり、前記放電回路は、オフである前記トランジスターを介して前記電源ノードから前記充電回路の出力へリークする前記リーク電流を、放電することを特徴とする回路装置。

【請求項15】

請求項１乃至４のいずれか一項に記載の回路装置おいて、
前記充電回路は、
第１充電電流を生成する第１充電回路と、
前記第１充電電流より小さい第２充電電流を生成する第２充電回路と、
を含むことを特徴とする回路装置。

【請求項16】

請求項１５に記載の回路装置おいて、
前記放電回路は、
前記第１充電回路及び前記第２充電回路がディセーブル状態のとき、前記リーク電流を放電することを特徴とする回路装置。

【請求項17】

請求項１乃至４のいずれか一項に記載の回路装置と、
前記バッテリーと、
を含むことを特徴とする電子機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回路装置及び電子機器等に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、二次電池の充電制御手法が開示されている。当該制御手法においては、バス電圧とバッテリー電圧の電位差を一定にする。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００３－１３３５７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に開示された充電制御手法において、充電電圧とバッテリー電圧の差を小さく、かつ、充電電流を増やそうとすると、充電制御回路のオン抵抗を小さくする必要がある。しかし、オン抵抗を小さくすると、充電制御回路をオフにしたときのリーク電流が増え、当該リーク電流が満充電状態の二次電池に流れ込むと二次電池が過充電になるおそれがある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一態様は、電源ノードからの電源電圧に基づいてバッテリーに充電電流を供給する充電回路と、前記充電回路の出力側に設けられる放電回路と、を含み、前記放電回路は、前記充電電流の供給がオフであるときに前記電源ノードから前記充電回路の出力側にリークするリーク電流を、放電する回路装置に関係する。

【0006】

また本開示の他の態様は、上記に記載の回路装置と、前記バッテリーと、を含む電子機器に関係する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本実施形態の回路装置の構成例。

【図2】本実施形態の回路装置の詳細な構成例。

【図3】本実施形態の充電回路及び逆流防止回路の回路構成例。

【図4】電源ノードに流れ込む電流値及び充電ノードに流れ込む電流値の温度依存性の一例。

【図5】放電回路により接続ノードの電荷を放電させた場合の効果を説明する図。

【図6】本実施形態の第１詳細例の回路構成例。

【図7】本実施形態の第２詳細例の回路構成例。

【図8】第２詳細例を適用した場合の処理を説明するフローチャート。

【図9】本実施形態の第３詳細例の回路構成例。

【図10】本実施形態の第４詳細例の回路構成例。

【図11】本実施形態の第５詳細例の回路構成例。

【図12】本実施形態の第６詳細例の回路構成例。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本実施形態について説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲の記載内容を不当に限定するものではない。また本実施形態で説明される構成の全てが必須構成要件であるとは限らない。

【0009】

１．回路装置
図１は本実施形態の回路装置１の構成例である。回路装置１は、充電回路１０と放電回路２０を含む。充電回路１０は、電源ノードＮＩＮの供給される電源電圧ＶＩＮに基づいて、充電電流ＩＣＨを生成し、出力側ノードＮＣＳＲに充電電流ＩＣＨを供給する。電源電圧ＶＩＮは、例えば回路装置１の外部の電源から供給される。そして、充電電流ＩＣＨにより、回路装置１の外部にバッテリー端子ＴＢＡＴを介して接続されるバッテリー２が充電される。ここで、バッテリー２は二次電池であり、例えばリチウムイオン二次電池、ニッケル水素蓄電池又はニッケルカドミウム蓄電池等である。そして電源電圧ＶＩＮは、例えば５Ｖ～４Ｖであり、バッテリー電圧ＶＢＡＴは、例えば４．３Ｖ～３．６Ｖである。

【0010】

放電回路２０は、充電回路１０から出力側ノードＮＣＳＲに流れるリーク電流をグランドノードに放電する。グランドノードは低電位側電源ノードであり、ＶＳＳノードと呼ぶこともできる。例えば、充電回路１０がオフになっている場合には、充電回路１０の出力側である出力側ノードＮＣＳＲに充電電流ＩＣＨは供給されないが、充電回路がオフになっているときのリーク電流が出力側ノードＮＣＳＲに流れる場合がある。放電回路２０は、このリーク電流をグランドノードに放電する。このようにして、放電回路２０により、出力側ノードＮＣＳＲの電圧ＶＣＳＲが充電回路１０からのリーク電流によって上昇することが抑制される。従って、放電回路２０により出力側ノードＮＣＳＲに流れる電荷の放電が行われることで、バッテリー２が充電回路１０からのリーク電流により過充電されることを防止できる。ここで、放電回路２０によって出力側ノードＮＣＳＲの電荷がグランドノードに放電されることによる電流を放電電流ＩＤＣという。なお放電回路２０は充電回路１０の出力側に設けられていればよく、例えば後述の図３に示すノードＮＣＳ１に設けられていてもよい。この場合にはノードＮＳＣ１が充電回路１０の出力側ノードになる。

【0011】

即ち本実施形態の回路装置１は、充電回路１０と放電回路２０を含む。充電回路１０は、電源ノードＮＩＮからの電源電圧ＶＩＮに基づいてバッテリー２に充電電流ＩＣＨを供給する。放電回路２０は充電回路１０の出力側に設けられ、充電電流ＩＣＨの供給がオフであるときに電源ノードＮＩＮから充電回路１０の出力側にリークするリーク電流を、放電する。

【0012】

特許文献１に開示された充電制御手法においては、充電電圧とバッテリー電圧の差を小さく、かつ、充電電流を増やそうとした場合、充電回路のオン抵抗を小さくすることが望ましい。しかし、オン抵抗を小さくすると、充電回路をオフにしたときのリーク電流が増加し、リーク電流が満充電状態にあるバッテリーに流れ込み、バッテリーが過充電になるおそれがある。充電回路のオン抵抗は、例えば充電回路を構成するトランジスターのチャネル幅Ｗを大きくし、チャネル長Ｌを小さくすることでトランジスターのオン抵抗を小さくすることで、減らすことができる。或いはトランジスターの閾値を下げることによっても、充電回路のオン抵抗を減らすことができる。しかし、このように充電回路を構成するトランジスターのオン抵抗を小さくした場合、充電回路をオフした際のリーク電流は増加することになる。そして、このリーク電流はバッテリーが満充電になり、充電回路をオフした場合においても、バッテリーを充電し続けることに繋がり、バッテリーを過充電し、バッテリーに不具合を生じさせるおそれがある。

【0013】

この点、本実施形態の回路装置１によれば、放電回路２０により、バッテリー２を充電する充電電流ＩＣＨの供給される出力側ノードＮＣＳＲの電圧ＶＣＳＲが例えばバッテリー電圧ＶＢＡＴ以下になるように調整され、バッテリー２が過充電されることを抑制できる。例えば、上述したように、バッテリー２の満充電電圧が４．３Ｖに設定されている場合、出力側ノードＮＣＳＲの電圧ＶＣＳＲが４．３Ｖを超えないように制御することで、バッテリー２の過充電を抑制できる。

【0014】

また本実施形態では、放電回路２０は、バッテリーの満充電が検知された後にリーク電流を放電する。

【0015】

このようにすればバッテリー電圧ＶＢＡＴが所定の満充電電圧になったことが検知されたときに、放電回路２０は充電回路１０からのリーク電流を放電することができる。従って、バッテリー２がまだ満充電に満たないときには、所定の満充電電圧まで定電流で充電でき、充電が完了したときに過充電が発生しないようにする制御が実現できる。

【0016】

また本実施形態では、放電回路２０は、リーク電流を放電することで、充電回路１０の出力側の電圧ＶＣＳＲをバッテリー電圧ＶＢＡＴ以下に設定する。

【0017】

このようにすれば、充電回路１０からのリーク電流を放電することで、出力側ノードＮＣＳＲの電圧ＶＣＳＲがバッテリー電圧ＶＢＡＴよりも上昇することが防止される。従って、出力側ノードＮＣＳＲの電圧ＶＣＳＲをバッテリー電圧ＶＢＡＴ以下に維持でき、バッテリー２が過充電されてしまうのを防止できる。なお、本実施形態で、放電回路２０がリーク電流を放電することで充電回路１０の出力側の電圧ＶＣＳＲをバッテリー電圧ＶＢＡＴ以下に設定する場合には、電圧ＶＣＳＲをバッテリー電圧ＶＢＡＴ未満に設定する場合も含む。

【0018】

図２は本実施形態の回路装置１の詳細な構成例である。図２に示す構成例は、図１で説明した回路装置１とは、逆流防止回路３０と制御回路５０を有している点が異なる。逆流防止回路３０は、充電回路１０とバッテリー２との間に設けられる。この場合に充電回路１０の出力側ノードＮＣＳＲは逆流防止回路３０の入力側ノードとなる。

【0019】

制御回路５０は、回路装置１における充電制御、放電制御をはじめとする種々の制御を行う。制御回路５０は、回路装置１の各ノードの電位をモニターするモニター回路４０を含む。制御回路５０は、例えば充電ノードＮＢＡＴの電位が満充電電圧になったとモニター回路４０が判定した場合に、後述する逆流防止回路３０に対して、バッテリー２から出力側ノードＮＣＳＲに電荷が逆流することにより、バッテリー２が放電されることを抑制するように指示をする。またモニター回路４０は、充電回路１０の出力側の電圧ＶＣＳＲとバッテリー電圧ＶＢＡＴをモニターする。そして制御回路５０は、モニター回路４０のモニター結果に基づいて放電回路２０の放電電流ＩＤＣを制御する。例えば制御回路５０は、モニター回路４０のモニター結果に基づいて、電圧ＶＣＳＲがバッテリー電圧ＶＢＡＴ以下になるように放電電流ＩＤＣを制御する。この放電電流ＩＤＣの制御は、例えば後述するように放電回路２０の可変抵抗回路の抵抗値の設定などにより実現される。このように制御回路５０による制御によって、回路装置１の放電制御が実現される。

【0020】

図３は本実施形態の回路装置１における充電回路１０及び逆流防止回路３０の回路構成の一例を示す図である。図３に示すように充電回路１０は、電流源回路１２とアンプ回路ＯＰＡ１とトランジスターＴＡ１と抵抗ＲＣＳ１、ＲＳ１とを含む。アンプ回路は演算増幅器と呼ぶこともできる。

【0021】

電流源回路１２は、図６で後述するように基準電圧ＶＲＥＦに基づく第１出力電流ＩＳ１を出力する。第１出力電流ＩＳ１は電流源回路１２により生成される電流源電流である。第１出力電流ＩＳ１はアンプ回路ＯＰＡ１の非反転入力端子とＰ型のトランジスターＴＡ１のドレイン側のノードＮＣＳ１に供給される。そして第１出力電流ＩＳ１に基づいて、アンプ回路ＯＰＡ１、Ｐ型のトランジスターＴＡ１、抵抗ＲＳ１、ＲＣＳ１により、充電電流ＩＣＨが生成される。

【0022】

トランジスターＴＡ１のソースは電源ノードＮＩＮに接続され、ドレインはノードＮＣＳ１に接続される。電源ノードＮＩＮには電源電圧ＶＩＮが供給される。抵抗ＲＣＳ１の一端がノードＮＣＳ１に接続され、他端がノードＮＣＳＩ１に接続される。抵抗ＲＳ１の一端がノードＮＣＳ１に接続され、他端が出力側ノードＮＣＳＲに接続される。アンプ回路ＯＰＡ１の非反転入力端子はノードＮＣＳＩ１に接続され、反転入力端子は出力側ノードＮＣＳＲに接続され、出力側ノードＮＣＳＲはＰ型のトランジスターＴＡ１のゲートに接続される。アンプ回路ＯＰＡ１は、第１イネーブル信号ＥＮ１がローレベルのとき、イネーブルになる。これにより、充電電流ＩＣＨ＝（ＲＣＳ１／ＲＳ１）×ＩＳ１が出力側ノードＮＣＳＲに供給され、充電電流ＩＣＨとして充電ノードＮＢＡＴに供給される。

【0023】

逆流防止回路３０は、Ｐ型トランジスターＴＢ１とＮ型トランジスターＴＢ２と抵抗ＲＢを含む。Ｐ型トランジスターＴＢ１のソースは充電ノードＮＢＡＴに接続され、ドレインは出力側ノードＮＣＳＲに接続される。Ｎ型トランジスターＴＢ２のソースはグランドノードに接続され、ドレインはＰ型トランジスターＴＢ１のゲートに接続される。抵抗ＲＢの一端は充電ノードＮＢＡＴに接続され、他端はＰ型トランジスターＴＢ１のゲートに接続される。

【0024】

まず、バッテリー２への充電が行われる場合には、図２で説明した制御回路５０がＮ型トランジスターＴＢ２を制御信号ＳＤＢによりオンにする。これにより、Ｐ型トランジスターＴＢ１もオンになり、出力側ノードＮＣＳＲから充電ノードＮＢＡＴへ充電電流ＩＣＨが流れ、バッテリー２の充電が行われる。そしてバッテリー２の充電を停止する場合、制御回路５０はＮ型トランジスターＴＢ２を制御信号ＳＤＢによりオフにする。これにより、Ｐ型トランジスターＴＢ１もオフになり、逆流防止回路３０はバッテリー２から充電回路１０への電荷の逆流を防止する。

【0025】

即ち本実施形態の回路装置１は、充電回路１０とバッテリー２との間に設けられ、バッテリー２から充電回路１０への逆流を防止する逆流防止回路３０を含む。そして放電回路２０は、逆流防止回路３０の入力側ノードに接続される。図３では充電回路１０の出力側ノードＮＣＳＲが逆流防止回路３０の入力側ノードになる。

【0026】

このようにすれば、充電回路１０とバッテリー２との間に設けられる逆流防止回路３０が、バッテリー２から出力側ノードＮＣＳＲに電荷が流れることを抑制できる。

【0027】

また本実施形態では、充電回路１０は、電源ノードＮＩＮと充電回路１０の出力との間に設けられるトランジスターＴＡ１と、トランジスターＴＡ１のゲート電圧を制御するアンプ回路ＯＰＡ１を含む。充電回路１０の供給がオフであるとき、トランジスターＴＡ１はオフであり、放電回路２０は、オフであるトランジスターＴＡ１を介して電源ノードＮＩＮから充電回路１０の出力へリークするリーク電流を、放電する。

【0028】

このようにすれば、アンプ回路ＯＰＡ１がトランジスターＴＡ１のゲート電圧を制御し、トランジスターＴＡ１のオン、オフを制御できるようになる。そして、トランジスターＴＡ１がオフになるように制御され、トランジスターＴＡ１のリーク電流が発生した場合には、放電回路２０によってリーク電流をグランドノードに放電できる。

【0029】

また本実施形態では、逆流防止回路３０は、逆流防止回路３０の入力側ノードと充電ノードＮＢＡＴの間に設けられるＰ型トランジスターＴＢ１を含む。逆流防止回路３０の入力側ノードは充電回路１０の出力側ノードＮＣＳＲである。そしてＰ型トランジスターＴＢ１は、充電回路１０の入力側ノードから充電ノードＮＢＡＴへの方向を順方向とする寄生ダイオードを有する。例えば寄生ダイオードはＰ型トランジスターＴＢ１のソースであるＰ型不純物領域とＮ型の基板又はウェルとの間のダイオードである。

【0030】

このようにすれば、充電回路１０からの充電電流ＩＣＨについては出力側ノードＮＣＳＲから充電ノードＮＢＡＴに流し、充電停止して逆流防止回路が有効になった状態でも、バッテリー２に溜まった電荷については充電ノードＮＢＡＴから出力側ノードＮＣＳＲにリークしないように制御することができる。従って、満充電後にバッテリー２の電荷が放電されてバッテリー電圧ＶＢＡＴが低下してしまうのを抑制できる。

【0031】

図４は本実施形態の回路装置１でバッテリー２の充電を行う場合において、電源ノードＮＩＮに流れ込む電流ＩＶＩＮと、充電ノードＮＢＡＴに流れ込む電流ＩＶＢＡＴをいくつかの温度で測定した際の電流値の一例を示す。図４では、電源電圧ＶＩＮが６Ｖ、バッテリー電圧ＶＢＡＴが１．８Ｖであるときの各電流の測定値の一例が示されており、上段から温度が８５度、６０度、４０度、２５度での電流値になっている。ここで、電流ＩＶＩＮは電源ノードＮＩＮに流れ込むリーク電流であり、充電停止時において電流は電源ノードＮＩＮから充電回路１０の出力側ノードＮＣＳＲに向かって流れるため、電流ＩＶＩＮの電流値は負の値になっている。そして、電流ＩＶＢＡＴは、バッテリー２に流れ込むリーク電流であり、充電時における電流ＩＶＢＡＴの電流値は正の値になっている。図４に示すように、電流ＩＶＩＮ、電流ＩＶＢＡＴの各電流値は、例えばトランジスターの閾値の温度依存性等の要因により高温になるほど大きくなっている。そして、いずれの温度でも電流ＩＶＩＮと電流ＩＶＢＡＴの値は等しくなっている。即ち、充電時においては、電源ノードＮＩＮから流れ出した電荷が、ほぼ全てバッテリー２へと流れ込んでいることがわかる。

【0032】

図５はバッテリー２の充電停止時において、出力側ノードＮＣＳＲに１２．５ｋΩの抵抗値の抵抗を設けた場合における電流ＩＶＩＮと電流ＩＶＢＡＴの電流値の一例を示す。即ち、図５に示すデータは、充電回路１０から供給される充電電流ＩＣＨの一部を放電回路によってグランドに放電した場合の各電流の電流値の一例である。

【0033】

図５の左側の２列には、電源電圧ＶＩＮが６Ｖ、バッテリー電圧ＶＢＡＴが１．８Ｖであるときの各電流が示されており、電流ＩＶＩＮの電流値に対して電流ＩＶＢＡＴの電流値の大きさは非常に小さな負の値になっている。即ち、図５の左側の２列に示す電源電圧ＶＩＮが６Ｖ、バッテリー電圧ＶＢＡＴが１．８Ｖであるときは、バッテリー２に流れ込む電流はなくなり、バッテリー２から流出する電流が僅かに発生している。

【0034】

そして、図５の右側の２列には、電源電圧ＶＩＮが同じく６Ｖで、バッテリー電圧ＶＢＡＴが４．３５Ｖであるときの各電流が示されている。即ち、バッテリー２が例えば満充電に達した状態における電流ＩＶＩＮと電流ＩＶＢＡＴの値の一例を示している。電流ＩＶＩＮについては、図５の左側の２列に示すバッテリー電圧ＶＢＡＴが１．８Ｖであるときと変わらないが、電流ＩＶＢＡＴについては、図５の左側から２列目に示す電流ＩＶＢＡＴに比べて電流値は増えている。このように、バッテリー２が満充電になっている場合に、バッテリー電圧ＶＢＡＴが１．８Ｖであるときと比べて、電流ＩＶＢＡＴの絶対値が増えているのは、バッテリー２が満充電に達した状態では、バッテリー２から電荷の漏れが発生していることに対応する。

【0035】

本実施形態では放電回路２０に設けられる抵抗の値は、充電回路１０において充電を制御するトランジスターＴＡ１のリーク電流が最も発生しやすい条件におけるシミュレーション結果などに基づいて設定される。放電回路２０に設けられる抵抗は後述の図６の抵抗ＲＤに対応する。具体的には、放電回路２０の抵抗の値は、充電回路１０のトランジスターＴＡ１のリーク電流が最も発生しやすい条件において、充電電流ＩＣＨが流れる出力側ノードＮＣＳＲの電圧ＶＣＳＲが、バッテリー電圧ＶＢＡＴを超えないような抵抗値に設定される。

【0036】

２．詳細な構成例
図６は本実施形態の第１詳細例の回路図である。第１詳細例は、図３に示す回路装置１を２系統の充電回路に適用した例であり、図３に示す回路装置１と主に充電回路１０の構成が異なっている。図３で説明した充電回路１０においては、アンプ回路ＯＰＡ１とトランジスターＴＡ１と抵抗ＲＣＳ１、ＲＳ１が、出力側ノードＮＣＳＲに充電電流ＩＣＨを供給する充電回路として機能していた。図６に示す第１詳細例においては、充電回路１０はアンプ回路ＯＰＡ１とトランジスターＴＡ１と抵抗ＲＣＳ１、ＲＳ１に加えて、アンプ回路ＯＰＡ２とトランジスターＴＡ２と抵抗ＲＣＳ２、ＲＳ２を有している。第１詳細例において、アンプ回路ＯＰＡ１とトランジスターＴＡ１と抵抗ＲＣＳ１、ＲＳ１を含むユニットが第１充電回路１６であり、例えば高電流の充電電流を出力側ノードＮＣＳＲに供給する。そして、アンプ回路ＯＰＡ２とトランジスターＴＡ２と抵抗ＲＣＳ２、ＲＳ２を含むユニットが第２充電回路１８であり、例えば低電流の充電電流を出力側ノードＮＣＳＲに供給する。図６に示す第１詳細例では、第１充電回路１６の供給する高電流の充電電流を第１充電電流ＩＣＨ１といい、第２充電回路１８の供給する低電流の充電電流を第２充電電流ＩＣＨ２という。なお、図７以降で後述する詳細例についても、同様に第１充電回路１６の供給する充電電流を第１充電電流ＩＣＨ１といい、第２充電回路１８の供給する充電電流を第２充電電流ＩＣＨ２という。

【0037】

第１詳細例の第１充電回路１６と電流源回路１２については、図３で説明した充電回路１０の動作と同様になっている。また第１詳細例の第２充電回路１８と電流源回路１２についても、基本的な動作は図３で説明した充電回路１０の動作と同様になっている。即ち、第１充電回路１６の供給する充電電流を第１充電電流ＩＣＨ１は、図３で説明した充電電流ＩＣＨと同じように、（ＲＣＳ１／ＲＳ１）×ＩＳ１と表される。図６に示すように、Ｐ型のトランジスターＴＡ２のソースは電源ノードＮＩＮに接続され、ドレインはノードＮＣＳ２に接続される。抵抗ＲＣＳ２の一端はノードＮＣＳ２に接続され、他端はノードＮＣＳＩ２に接続される。抵抗ＲＳ２の一端はノードＮＣＳ２に接続され、他端は出力側ノードＮＣＳＲに接続される。アンプ回路ＯＰＡ２の非反転入力端子はノードＮＣＳＩ２に接続され、反転入力端子は出力側ノードＮＣＳＲに接続され、接続ノードはＰ型のトランジスターＴＡ２のゲートに接続される。アンプ回路ＯＰＡ２は、第２イネーブル信号ＥＮ２がローレベルのとき、イネーブルになり、第２充電電流ＩＣＨ２を電流ＩＶＢＡＴとして充電ノードＮＢＡＴに供給する。第２充電電流ＩＣＨ２は、電流源回路１２から出力される第２出力電流ＩＳ２を、ＲＣＳ２／ＲＳ２で求められる増幅率で増幅した電流値（ＲＣＳ２／ＲＳ２）×ＩＳ２になる。

【0038】

電流源回路１２については図３で概要を説明したが、図６に詳細な回路構成例を示す。電流源回路１２は、基準電圧ＶＲＥＦに基づいて、電流源制御値ＱＤＡにより設定される出力電流を第１充電回路１６と第２充電回路１８に供給する。図６に示すように電流源回路１２は、アンプ回路ＯＰＦと論理回路ＡＮＤＧとＰ型のトランジスターＴＦと抵抗ＲＧ１～ＲＧ１３とＮ型のトランジスターＴＧ１～ＴＧ１３とを含む。

【0039】

アンプ回路ＯＰＦは、主にＰ型のトランジスターＴＦのオン電流の制御などを担う。アンプ回路ＯＰＦは、論理回路ＡＮＤＧが出力する信号ＱＧによって制御され、反転入力端子と非反転入力端子の入力信号に基づいて、トランジスターＴＦのゲートに信号を出力する。ここでアンプ回路ＯＰＦは、前述したアンプ回路ＯＰＡ１、ＯＰＡ２と同様に、入力される信号ＱＧがローレベルのときにイネーブルになる。論理回路ＡＮＤＧには、第１イネーブル信号ＥＮ１と第２イネーブル信号ＥＮ２が入力され、論理回路ＡＮＤＧから、これらの論理積の演算結果が信号ＱＧとして出力される。そしてアンプ回路ＯＰＦは、入力される信号ＱＧがローレベルのとき、動作イネーブルになり、アンプ回路ＯＰＦの反転入力端子に入力された基準電圧ＶＲＥＦと非反転入力端子に入力されるノードＮＳ３の電圧ＶＳ３が同じ電圧になるように、トランジスターＴＦのゲートに印加される電圧を制御する。これによって、トランジスターＴＦのドレイン側のノードＮＳ３の電圧ＶＳ３は、アンプ回路ＯＰＦが動作イネーブルの状態にあるときには、基準電圧ＶＲＥＦに維持される。即ち、第１イネーブル信号ＥＮ１と第２イネーブル信号ＥＮ２の少なくともいずれか一方がローレベルになっている場合には、アンプ回路ＯＰＡ１、ＯＰＡ２のいずれか一方は動作イネーブルになっており、この場合に論理回路ＡＮＤＧにおける論理積の演算結果である信号ＱＧもローレベルになっており、アンプ回路ＯＰＦは動作イネーブルになる。そしてアンプ回路ＯＰＡ１、ＯＰＡ２のいずれか一方が動作イネーブルになっている場合には、アンプ回路ＯＰＦは動作イネーブルになる。従って、トランジスターＴＦのドレインノードであるノードＮＳ３が基準電圧ＶＲＥＦに設定され、可変抵抗回路１４の抵抗値に応じた電流を生成できるようになる。

【0040】

具体的には、トランジスターＴＦのソースはノードＮＱに接続され、ドレインはノードＮＳ３に接続される。アンプ回路ＯＰＦの非反転入力端子はノードＮＳ３に接続され、アンプ回路ＯＰＦの出力ノードはトランジスターＴＦのゲートに接続される。そして可変抵抗回路１４は、抵抗ＲＧ１～ＲＧ１３とＮ型のトランジスターＴＧ１～ＴＧ１３を含む。抵抗ＲＧ１の一端はノードＮＳ３に接続され、他端はトランジスターＴＧ１のドレインに接続される。トランジスターＴＧ１のソースはグランドノードに接続される。同様に、抵抗ＲＧ２～ＲＧ１３の一端はノードＮＳ３に接続され、他端はトランジスターＴＧ２～ＴＧ１３のドレインに接続される。トランジスターＴＧ２～ＴＧ１３のソースはグランドノードに接続される。以下、電流源制御値ＱＤＡのビット信号を制御ビット信号と呼ぶ。トランジスターＴＧ１のゲートには、電流源制御値ＱＤＡの制御ビット信号ＱＤＡ［０］が入力される。同様に、トランジスターＴＧ２～ＴＧ１３のゲートには、電流源制御値ＱＤＡの制御ビット信号ＱＤＡ［１］～ＱＤＡ［１２］が入力される。

【0041】

アンプ回路ＯＰＦは、第１充電回路１６、第２充電回路１８の少なくともいずれか一方が充電電流を供給していれば、動作イネーブルであり、ノードＮＳ３の電圧はＶＳ３＝ＶＲＥＦになる。抵抗ＲＧ１とトランジスターＴＧ１を電流源回路１２の第１電流源と呼ぶ。電流源制御値ＱＤＡの制御ビット信号ＱＤＡ［０］が１のときトランジスターＴＧ１がオンになり、第１電流源がＶＲＥＦ／ＲＧ１の電流を流す。同様に、抵抗ＲＧ２～ＲＧ１３とトランジスターＴＧ２～ＴＧ１３を電流源回路１２の第２～第１３電流源と呼ぶ。電流源制御値ＱＤＡの制御ビット信号ＱＤＡ［１］～ＱＤＡ［１２］が１のときトランジスターＴＧ２～ＴＧ１３はオンになり、第２～第１３電流源がＶＲＥＦ／ＲＧ２～ＶＲＥＦ／ＲＧ１３の電流を流す。トランジスターＴＦに流れる電流ＩＱは、電流源制御値ＱＤＡの制御ビット信号ＱＤＡ［０］～ＱＤＡ［１２］のうち１である制御ビット信号に対応した電流源が流す電流の合計になる。なお、ここでは電流源回路１２に含まれる電流源の数を１３としたが、電流源回路１２に含まれる電流源の数は２以上の整数であればよい。

【0042】

トランジスターＴＥ１とトランジスターＴＥ２は、例えばＰ型トランジスターである。トランジスターＴＥ１のソースはノードＮＣＳＩ１に接続され、ドレインはノードＮＱに接続される。トランジスターＴＥ２のソースはノードＮＣＳＩ２に接続され、ドレインはノードＮＱに接続される。第１イネーブル信号ＥＮ１がローレベルのとき、トランジスターＴＥ１はオンになり、トランジスターＴＦに流れる電流ＩＱが第１出力電流ＩＳ１としてノードＮＣＳＩ１に流れる。第２イネーブル信号ＥＮ２がローレベルのとき、トランジスターＴＥ２はオンであり、トランジスターＴＦに流れる電流ＩＱが第２出力電流ＩＳ２としてノードＮＣＳＩ２に流れる。

【0043】

このようにして、電流源回路１２は第１イネーブル信号ＥＮ１と第２イネーブル信号ＥＮ２に基づいてアンプ回路ＯＰＦの動作が制御され、各充電回路には、制御ビット信号ＱＤＡに基づいて設定される可変抵抗値に対応した電流が第１出力電流ＩＳ１、第２出力電流ＩＳ２として供給されるようになる。そして、第１充電回路１６では第１出力電流ＩＳ１に基づいて前述したように、（ＲＣＳ１／ＲＳ１）×ＩＳ１により定められる第１充電電流ＩＣＨ１が生成され、第２充電回路１８では第２出力電流ＩＳ２に基づいて、（ＲＣＳ２／ＲＳ２）×ＩＳ２により定められる第２充電電流ＩＣＨ２が生成され、これらの電流がバッテリー２に供給されるようになる。

【0044】

即ち本実施形態では、充電回路１０は、第１充電電流ＩＣＨ１を生成する第１充電回路１６と、第１充電電流ＩＣＨ１より小さい第２充電電流ＩＣＨ２を生成する第２充電回路１８と、を含む。

【0045】

このようにすれば、異なる電流値を生成する２つの充電回路を有する２系統の回路装置１において、各充電電流の供給を停止しているときに発生したリーク電流を、放電回路２０を介してグランドノードに放電することができる。

【0046】

即ち本実施形態では、放電回路２０は、第１充電回路１６及び第２充電回路１８がディセーブル状態のとき、リーク電流を放電する。

【0047】

このようにすれば、第１充電回路１６及び第２充電回路１８がディセーブル状態になり、バッテリー２に第１充電電流ＩＣＨ１及び第２充電電流ＩＣＨ２のいずれの充電電流も供給されない状態で、バッテリー２が第１充電回路１６又は第２充電回路１８からのリーク電流により過充電されることを抑制できる。

【0048】

２系統の充電回路を有する回路装置１においても、高充電電流でバッテリー２を充電できる回路を実現するためには、充電を制御するＰ型のトランジスターＴＡ１、ＴＡ２や逆流防止をするＰ型トランジスターＴＢ１のオン抵抗を減らして、バッテリー２に効率的に電圧を印加できるようにする必要がある。トランジスターのオン抵抗を減らす手法としては、例えばトランジスターのチャネル長Ｌを小さくしたり、チャネル幅Ｗを大きくしたりする手法が挙げられる。しかし、このようにした場合、Ｐ型のトランジスターＴＡ１、ＴＡ２等のトランジスターをオフしたときのリーク電流は増加し、バッテリー２を過充電することに繋がり、バッテリー２に不具合をもたらすおそれがある。そこで、本実施形態のように放電回路２０を設けることで、充電回路のＰ型のトランジスターＴＡ１、ＴＡ２のオン抵抗を減らしたことにより増加するリーク電流を放電回路２０に放電させ、バッテリー２が過充電されることを防ぐことができる。このように本実施形態の回路装置１は、例えば補聴器のような高レート充電回路に適応した２系統の充電回路におけるリーク対策として用いることができる。

【0049】

また図６では放電回路２０の具体的な構成例が示されている。放電回路２０は抵抗ＲＤとトランジスターＴＤを含む。また放電回路２０は論理回路ＡＮＤを含むことができる。抵抗ＲＤは抵抗回路に対応し、トランジスターＴＤはスイッチに対応する。抵抗ＲＤの抵抗値は図４、図５のように、より、過充電にならない抵抗値に設定される。

【0050】

図７は本実施形態の第２詳細例の回路図である。第２詳細例は、第１詳細例と同様に２系統の充電回路の構成に本実施形態を適用した例である。第２詳細例は、第１詳細例と放電回路２０の構成が異なっている、放電回路２０は抵抗回路２２を有している。抵抗回路２２は、抵抗値の異なる２以上の抵抗ＲＤ０～ＲＤｎが並列に設けられ、スイッチであるＮ型トランジスターＴＤ０～ＴＤｎにより全体の抵抗値の大きさが制御できるようになっている。

【0051】

具体的には、抵抗ＲＤ０～ＲＤｎが並列に設けられており、各抵抗の一端は出力側ノードＮＣＳＲに接続され、他端はトランジスターＴＤ０～ＴＤｎのドレインに接続されている。そしてトランジスターＴＤ０～ＴＤｎのソースはグランドに接続されている。ここで、抵抗ＲＤ０、ＲＤ１、・・・、ＲＤｎの抵抗値は、それぞれ、ＡΩ、Ａ／２Ω、・・・、Ａ／２^ｎΩになっている。即ち、抵抗ＲＤ０、ＲＤ１、・・・、ＲＤｎの順に抵抗値が小さくなっており、放電できる電流も大きくなる。そして、各抵抗ＲＤ０～ＲＤｎのグランドノード側には、それぞれＮ型トランジスターＴＤ１、ＴＤ２、・・・、ＴＤｎが設けられている。そして、Ｎ型トランジスターＴＤ１、ＴＤ２、・・・、ＴＤｎの各トランジスターのゲートは論理回路ＡＮＤ０、ＡＮＤ１、・・・、ＡＮＤｎにより制御されるようになっている。即ち、各トランジスターが抵抗ＲＤ０～ＲＤｎを制御するスイッチとして設けられている。例えば、論理回路ＡＮＤ０は、第１イネーブル信号ＥＮ１と第２イネーブル信号ＥＮ２と信号Ｄ０の論理積の演算をし、スイッチであるＮ型トランジスターＴＤ０のゲートに出力する。同様に、論理回路ＡＮＤ１は、第１イネーブル信号ＥＮ１と第２イネーブル信号ＥＮ２と信号Ｄ１の論理積を、論理回路ＡＮＤ２は、第１イネーブル信号ＥＮ１と第２イネーブル信号ＥＮ２と信号Ｄ２の論理積の演算をし、それぞれスイッチであるＮ型トランジスターＴＤ１、ＴＤ２のゲートに出力する。そして、論理回路ＡＮＤｎは、第１イネーブル信号ＥＮ１と第２イネーブル信号ＥＮ２と信号Ｄｎの論理積を演算し、Ｎ型トランジスターＴＤｎのゲートに出力する。このように信号Ｄ０～Ｄｎの組み合わせにより、抵抗ＲＤ０～ＲＤｎのうち、いずれの抵抗に電流を流すかについて設定することができる。このため抵抗値の異なる抵抗ＲＤ０～ＲＤｎの組み合わせにより、抵抗回路２２全体の抵抗値を変化させることができる。

【0052】

即ち本実施形態では、放電回路２０は、充電回路１０の出力側とグランドノードの間に直列に設けられる抵抗回路２２及びスイッチを含む。

【0053】

このようにすれば、充電回路１０の出力からのリーク電流は、放電回路２０の抵抗回路２２に設けられた抵抗を介して、グランドノードに放電できる。またスイッチのオン、オフにより抵抗回路２２のいずれの抵抗を選択するかについて設定することができ、グランドノードに放電する放電電流ＩＤＣの大きさを制御することができる。なお、抵抗回路２２は、図６の抵抗ＲＤであっても良い。

【0054】

即ち本実施形態では、抵抗回路２２は、可変抵抗回路である。

【0055】

このようにすれば、抵抗回路２２の抵抗値を変えることで、出力側ノードＮＣＳＲの電荷をグランドノードに放電する放電量を変化させることができる。従って、出力側ノードＮＣＳＲの電圧や動作温度などに応じて、出力側ノードＮＣＳＲからグランドノードに放電させる放電量を制御できるようになる。

【0056】

即ち本実施形態では、抵抗回路２２の抵抗値は、充電回路がオフであり、バッテリー２が満充電であり、動作温度が最大動作温度であり、電源ノードＮＩＮに電源電圧ＶＩＮが印加されているとき、充電回路１０の出力の電圧がバッテリーの満充電時の電圧以下となる抵抗値に設定されている。

【0057】

図５で説明したように、温度が高くなるほど電流ＩＶＩＮの絶対値は大きる。このように高温になるほど、充電回路１０からのリーク電流は増加する。また図５で、バッテリー電圧ＶＢＡＴが１．８Ｖのときよりも、４．３５Ｖになり、満充電電圧に近づいたときのほうがバッテリー２から流れ出る電荷に対応する電流ＩＶＢＡＴも増える。そこでバッテリー２が満充電に達しており、動作温度が最大で、電源ノードＮＩＮに電源電圧が印加された最もリーク電流の増加した状態で、抵抗回路２２の抵抗値を出力側ノードＮＣＳＲの電圧ＶＣＳＲをバッテリー電圧ＶＢＡＴよりも低くできる抵抗値に設定する。このようにすれば、最もリーク電流の大きくなる場合においても、リーク電流によって出力側ノードＮＣＳＲの電位が上昇し、これによってバッテリー２が過充電されることを防止できる。

【0058】

このようにすれば、放電回路２０の抵抗回路２２の抵抗値は、充電回路１０からのリークによる過充電が最も発生し易い状況においても、出力側ノードＮＣＳＲの電圧ＶＣＳＲをバッテリーの満充電時のバッテリー電圧ＶＢＡＴ以下に維持できるように設定される。従って、バッテリー２の過充電を防止できるようになる。

【0059】

図８は、第２詳細例における充電、放電の処理例を示すフローチャートである。図８の処理は例えば図２の制御回路５０等により制御される。まず、ステップＳ１で充電を開始する。具体的には、図７に示す第２詳細例における第１充電回路１６又は第２充電回路１８によりバッテリー２の充電が開始される。

【0060】

次にステップＳ２でバッテリー２が満充電電圧以上になったか否かを判定する。具体的には、充電ノードＮＢＡＴのバッテリー電圧ＶＢＡＴが満充電電圧以上になっているか否かの判定を行う。当該判定は、図２で説明したモニター回路４０が充電ノードＮＢＡＴの電圧をモニターすることで判定できる。そして、バッテリー電圧ＶＢＡＴが満充電電圧以上になっている場合には、ステップＳ３に進み、バッテリー電圧ＶＢＡＴが満充電電圧以上になっていない場合には、満充電電圧以上になるまでステップＳ２の判定処理を繰り返し行う。

【0061】

ステップＳ３で充電制御を停止する。具体的には、前述したように第１イネーブル信号ＥＮ１、第２イネーブル信号ＥＮ２がともにハイレベルになり、アンプ回路ＯＰＡ１、ＯＰＡ２がディセーブル状態になる。これにより、第１充電回路１６のトランジスターＴＡ１と第２充電回路１８のトランジスターＴＡ２がオフになり、バッテリー２への第１充電電流ＩＣＨ１や第２充電電流ＩＣＨ２の供給が停止する。

【0062】

ステップＳ４では、制御回路５０は抵抗値が一番大きい放電用の抵抗を接続する。図７で説明したように、第２詳細例では放電回路２０は抵抗回路２２を有している。そして抵抗回路２２の中で一番抵抗値の大きい抵抗である抵抗ＲＤ０について、Ｎ型トランジスターＴＤ０をオンすることで、出力側ノードＮＣＳＲとグランドノードが抵抗ＲＤ０を介して接続され、放電電流ＩＤＣは抵抗ＲＤ０を介してグランドノード放電されるようになる。即ち放電動作を開始する場合には、制御回路５０は、まず抵抗回路２２の一番大きな抵抗を選択し、放電電流ＩＤＣを一番小さな電流値になるように設定する。

【0063】

ステップＳ５ａ、Ｓ５ｂでは、モニター回路４０は、出力側ノードＮＣＳＲの電圧ＶＣＳＲが、バッテリー電圧ＶＢＡＴ以下になっているか否かの判定を行う。ステップＳ４において、制御回路５０が抵抗回路２２で一番抵抗値の大きい抵抗ＲＤ０を選択し、放電電流ＩＤＣは一番小さな電流値に設定している。ステップＳ５ａでは、ステップＳ４で選択された一番小さな電流値の放電電流ＩＤＣにより、出力側ノードＮＣＳＲの電圧ＶＣＳＲがバッテリー電圧ＶＢＡＴ以下に減少していれば、制御回路５０は本処理を終了させる。そして、出力側ノードＮＣＳＲの電圧ＶＣＳＲがバッテリー電圧ＶＢＡＴ以下に減少していない場合には、ステップＳ５ｂで制御回路５０は抵抗回路２２全体の抵抗値を減らして放電電流ＩＤＣを大きくする制御を行う。具体的には、制御回路５０はステップＳ４で一番抵抗値の大きい抵抗ＲＤ０が選択されていたのを、ステップＳ５ｂの処理で例えば２番目に抵抗の大きいＲＤ１に変更する。これにより放電電流ＩＤＣの電流値はステップＳ４で設定された電流値の２倍に増やすことができる。また抵抗ＲＤ１～ＲＤｎの任意の組み合わせを選択することで、ステップＳ４で設定された放電電流ＩＤＣの電流値を細かく微調整することができる。このようにして、制御回路５０は、ステップＳ５ｂの放電抵抗値を減らす処理とステップＳ５ａの判定処理を、出力側ノードＮＣＳＲの電圧ＶＣＳＲがバッテリー電圧ＶＢＡＴ以下になるまで繰り返し、ＶＢＡＴ≧ＶＣＳＲの関係になったときに本処理を終了する。

【0064】

即ち本実施形態の回路装置１は、モニター回路４０と制御回路５０を含む。モニター回路４０は、充電回路１０の出力側の電圧ＶＣＳＲとバッテリー電圧ＶＢＡＴとをモニターし、制御回路５０は、モニター回路４０のモニター結果に基づいて可変抵抗回路である抵抗回路２２の抵抗値を設定する。

【0065】

このようにすれば、モニター回路４０により充電回路１０の出力側の電圧ＶＣＳＲとバッテリー電圧ＶＢＡＴをモニターし、制御回路５０により充電回路１０の出力の電圧ＶＣＳＲがバッテリー電圧ＶＢＡＴよりも高い場合に抵抗回路２２の抵抗値を小さくし、出力側ノードＮＣＳＲからグランドノードに放電させる電荷の量を変化させることで、出力側ノードＮＣＳＲの電圧を調整することができる。

【0066】

図８において、ステップＳ４、Ｓ５ａ、Ｓ５ｂに示す放電電流ＩＤＣの調整の仕方については種々の手法がある。図８の例では、初めに放電電流ＩＤＣを最も小さな電流値に設定し、信号Ｄ０～Ｄｎについて１ビットずつ変化させて徐々に放電電流ＩＤＣを増やしているが、例えば放電電流ＩＤＣを初めに最も大きな電流値に設定し、信号Ｄ０～Ｄｎについて１ビットずつ変化させて徐々に減らしていってもよい。即ち、ステップＳ４で抵抗値が一番小さい放電用の抵抗である抵抗ＲＤｎのみを選択する。そしてステップＳ５ａ、Ｓ５ｂで徐々に放電抵抗の値を増やして、放電電流ＩＤＣを減らしていく。

【0067】

また信号Ｄ０～Ｄｎについて数ビットずつ変化させることにより、放電電流ＩＤＣの調整を行う手法もある。この場合、抵抗回路２２の抵抗値を短時間で変化させることができ、ステップＳ５ａで電圧ＶＣＳＲがバッテリー電圧ＶＢＡＴ以上になるまでに要する時間が短縮される。そしてステップＳ５ａで電圧ＶＣＳＲがバッテリー電圧ＶＢＡＴ以上になったところで、信号Ｄ０～Ｄｎについて１ビットずつ微調整をする。このようにすれば、短い時間で放電電流ＩＤＣを適正値に設定することができる。以上のような放電電流ＩＤＣの調整方法によって、温度変化やプロセスばらつきに対応した放電電流ＩＤＣを選ぶことができる。

【0068】

図９は本実施形態の第３詳細例の回路図である。第３詳細例は、図６に示す第１詳細例と放電回路２０の構成が異なっている。具体的には、第３詳細例では放電回路２０は制御部２４と電流源回路２６を含んでいる。そして、第３詳細例では電流源回路２６が生成する定電流の値を調整することで、バッテリー電圧ＶＢＡＴと出力側ノードＮＣＳＲの電圧ＶＣＳＲがＶＢＡＴ≧ＶＣＳＲの関係になるように制御される。電流源回路２６は、制御部２４の出力する信号ＤＱに基づいて定電流ＩＤＣを発生させる。制御部２４には、第１イネーブル信号ＥＮ１、第２イネーブル信号ＥＮ２及び信号ＤＩ１が入力される。そして制御部２４は、第１イネーブル信号ＥＮ１、第２イネーブル信号ＥＮ２がハイレベルになったときに、イネーブルになり、制御部２４からの信号ＤＱに基づいて電流源回路２６が定電流を生成する。そして、電流源回路２６が生成する定電流の値は、制御部２４に入力される信号ＤＩ１により調整される。このように第３詳細例では、電流源回路２６の定電流の値を制御部２４に入力される信号ＤＩ１により制御することができる。なお、制御部２４に入力される信号ＤＩ１は例えば２ビット以上の信号である。この信号ＤＩ１は例えば図２の制御回路５０が出力する。

【0069】

即ち本実施形態では、放電回路２０は、充電回路１０の出力とグランドノードの間に設けられる電流源回路２６を含む。

【0070】

このようにすれば、充電回路１０がオフになっているときに充電回路１０の出力側にリークしたリーク電流を、電流源回路２６によってグランドノードに放電することができる。

【0071】

また本実施形態では、電流源回路２６が流す電流の電流値は、充電回路１０がオフであり、バッテリー２が満充電であり、動作温度が最大動作温度であり、電源ノードＮＩＮに電源電圧ＶＩＮが印加されているとき、充電回路１０の出力の電圧がバッテリー２の満充電時の電圧以下となる電流値に設定されている。

【0072】

上述したように、温度が高くなるほど充電回路１０からのリーク電流は増加し、またバッテリー電圧ＶＢＡＴが満充電電圧に近づくとバッテリー２から流れ出る電荷である電流ＩＶＢＡＴも増える。そこで電流源回路２６に、このような条件の電流を流すことで、最大温度のときでも、満充電後に、充電回路１０の出力電圧が、バッテリー電圧ＶＢＡＴ以下になることが保証され、充電回路１０の出力からバッテリー２に電流が流れて過充電されるのを防止できる。

【0073】

また本実施形態では、電流源回路２６は、可変電流源回路である。

【0074】

このようにすれば、制御部２４からの信号ＤＱにより電流源回路２６に流れる電流が制御されることで、放電電流ＩＤＣが制御される。このため、出力側ノードＮＣＳＲの電圧ＶＣＳＲをバッテリー電圧ＶＢＡＴ以下になるように、電流源回路２６に流れる定電流の電流値を調整できる。

【0075】

図１０は本実施形態の第４詳細例の回路図である。第４詳細例は、図６に示す第１詳細例と放電回路２０の構成が異なっている。具体的には、第４詳細例では放電回路２０は抵抗ＲＤを有しておらず、トランジスターＴＤはＰ型トランジスターになっている。そして、Ｐ型のトランジスターＴＤのドレインは充電回路１０の電流源回路１２に設けられる可変抵抗回路１４に接続されている。例えば電流源回路１２の可変抵抗回路の一部が可変抵抗回路１４となっている。また論理回路ＡＮＤの出力とトランジスターＴＤのゲートの間にインバーターが設けられている。

【0076】

第４詳細例では、放電電流ＩＤＣの電流値の調整は、図７の抵抗回路２２に代えて、充電回路１０内の可変抵抗回路１４を有効利用して行われる。そして、放電回路２０が可変抵抗回路１４を使って、放電電流ＩＤＣの電流値の調整をしているときには充電回路１０はディセーブル状態になっている。即ち、放電回路２０は、充電回路１０のうち可変抵抗回路１４のみを、放電電流ＩＤＣの電流値の調整のために用いている。まず、第１イネーブル信号ＥＮ１と第２イネーブル信号ＥＮ２がともにハイレベルになったとき、論理回路ＡＮＤはハイレベルの信号を出力し、当該出力信号がインバーターにより反転され、ローレベルの信号がＰ型のトランジスターＴＤのゲートに入力される。このローレベルの信号によりトランジスターＴＤはオンし、出力側ノードＮＣＳＲが可変抵抗回路１４に接続される。可変抵抗回路１４に含まれる抵抗ＲＧ１～ＲＧ１３は、図６において説明したように、それぞれ制御ビット信号ＱＤＡ［０］～［１２］により接続、非接続のいずれかに設定され、これにより放電電流ＩＤＣを所望の電流値に制御することができる。このように、第４詳細例では、放電回路２０内の抵抗素子ではなく、充電回路１０内の電流源回路１２に設けられる抵抗素子を用いて放電電流の電流値の制御が行われる。なお、ここでは可変抵抗回路１４の抵抗のすべてを利用したが、可変抵抗回路の一部を利用しても良い。

【0077】

第４詳細例において、放電回路２０のトランジスターＴＤがスイッチになり、論理回路ＡＮＤとインバーターによって制御される。また、充電回路１０の出力側ノードＮＣＳＲから流れる放電電流ＩＤＣは、まず放電回路２０に流れ、放電回路２０から充電回路１０の可変抵抗回路１４へ流れ、グランドノードに放電される。

【0078】

即ち本実施形態では、放電回路２０は、スイッチを含み、スイッチと充電回路１０に含まれる可変抵抗回路１４とは、充電回路１０の出力側のノードとグランドノードの間に直列に設けられる。

【0079】

このようにすれば、図７で説明した第２詳細例のように、放電回路２０の中に抵抗回路２２を別個に設けなくても、充電回路１０において第１出力電流ＩＳ１、第２出力電流ＩＳ２を生成するために設けられた可変抵抗回路１４を、放電電流ＩＤＣの電流値を調整するための抵抗素子として兼用することができる。従って、回路装置１の小型化することができる。

【0080】

図１１は本実施形態の第５詳細例の回路図である。第５詳細例は、第１詳細例等と比較して放電回路２０の放電電流ＩＤＣの電流値の調整の手法が異なっている。第５詳細例では、放電電流ＩＤＣの電流値は、充電回路１０の電流源回路１２を用いて調整される。図１０で説明した第４詳細例では、放電電流ＩＤＣの電流値の調整は、電流源回路１２の可変抵抗回路１４を用いて行われていたが、第５詳細例では、電流源回路１２に含まれるアンプ回路ＯＰＦ、トランジスターＴＦ、論理回路ＡＮＤＧも用いて行われる点が異なっている。

【0081】

第５詳細例の放電回路２０は、第４詳細例と同様に論理回路ＡＮＤ、インバーター、Ｐ型のトランジスターＴＤを含む。そして、第５詳細例では、トランジスターＴＤのドレインは充電回路１０のノードＮＱに接続されている。このため、放電回路２０の放電電流ＩＤＣは、電流源回路１２のトランジスターＴＦを経由し、ノードＮＳ３を介して可変抵抗回路１４に流れる。また、第５詳細例では電流源回路１２の論理回路ＡＮＤＧには第１イネーブル信号ＥＮ１、第２イネーブル信号ＥＮ２の他に信号ＤＩ２も入力される。信号ＤＩ２は放電回路２０が動作イネーブルのとき、ローレベルになる。従って、第１イネーブル信号ＥＮ１、第２イネーブル信号ＥＮ２がハイレベルになり、充電回路１０がディセーブルの状態において、信号ＤＩ２がローレベルになることで、論理回路ＡＮＤＧはローレベルの信号を出力する。このため、論理回路ＡＮＤＧからローレベルの信号ＱＧがアンプ回路ＯＰＦに入力され、充電回路１０の中の電流源回路１２がイネーブルになる。ここで充電回路１０の電流源回路１２の基本的な動作については、図６で説明した第１詳細例の場合と同様であるが、第５詳細例においては、電流源回路１２は放電回路２０へ流す放電電流ＩＤＣの値を調整するために動作する。このように第５詳細例では、放電回路２０の流す放電電流ＩＤＣの電流値は、電流源回路１２のアンプ回路ＯＰＦや可変抵抗回路１４により制御されるようになる。第５詳細例は、第３詳細例と同様に電流源回路１２を用いて、充電ノードＮＢＡＴの電圧をバッテリー２の満充電電圧以下に維持する手法である。そして、第５詳細例は、第３詳細例に加えて、充電回路１０の電流源回路１２を利用できるので、回路規模を小さくできる。

【0082】

図１２は本実施形態の第６詳細例の回路図である。第６詳細例は、図１０で説明した本実施形態の第４詳細例と基本的には同様の回路構成になっている。第４詳細例と異なるのは、放電電流ＩＤＣの電流経路が、ＮＣＳＲのノードではなく、ノードＮＣＳ１に接続されている点である。この場合にはノードＮＣＳ１が充電回路１０の出力側ノードになる。このようにしても第４詳細例と同様に、放電回路２０によって、出力側ノードであるノードＮＣＳ１に流れる電荷をグランドノードに放電することができる。このように本実施形態では、放電回路２０は、充電回路１０の出力側ノードとして、ＮＣＳＲのノードに接続されていてもよいし、ＮＣＳ１のノードに接続されていてもよい。なお図１２で説明した放電回路２０の出力側ノードの変更は、第４詳細例以外の構成例においても適用することができる。また、ノードＮＣＳ２のノードに放電回路２０を接続しても同様の効果が得られる。

【0083】

また図１、図２に示すように、本実施形態の電子機器１００は、上述の回路装置１とバッテリー２を含むことができる。このようにすれば、電子機器１００においても、上述したリーク電流によるバッテリー２の過充電を抑制できる。

【0084】

以上に説明したように本実施形態の回路装置は、充電回路と放電回路を含む。充電回路は、電源ノードからの電源電圧に基づいてバッテリーに充電電流を供給する。放電回路は充電回路の出力側に設けられ、充電電流の供給がオフであるときに電源ノードから充電回路の出力側にリークするリーク電流を、放電する。

【0085】

本実施形態によれば、充電時にはバッテリーに充電電流が供給されることでバッテリーの充電が行われ、充電が停止されたときには、充電回路からのリーク電流を放電回路の放電電流により放電することによって、出力側ノードの電圧がバッテリー電圧を超えることが抑制される。従って、バッテリーが充電回路からのリーク電流によって過充電されることを防止できる。

【0086】

また本実施形態では、放電回路は、バッテリーの満充電が検知された後にリーク電流を放電してもよい。

【0087】

このようにすればバッテリー電圧が所定の満充電電圧になったことが検知されたときに、放電回路は充電回路からのリーク電流を放電することができる。従って、バッテリーがまだ満充電に満たないときには、所定の満充電電圧まで定電流で充電でき、充電が完了したときに過充電が発生しないようにする制御が実現できる。

【0088】

また本実施形態の回路装置は、充電回路とバッテリーとの間に設けられ、バッテリーから充電回路への逆流を防止する逆流防止回路を含んでもよい。そして放電回路は、逆流防止回路の入力側ノードに接続されていてもよい。

【0089】

このようにすれば、充電回路とバッテリーとの間に設けられる逆流防止回路により、バッテリーから充電回路の出力側ノードに、充電電流と逆方向の電流が流れるのを抑制できる。

【0090】

また本実施形態では、逆流防止回路は、逆流防止回路の入力側ノードと充電ノードの間に設けられるＰ型のトランジスターを含む。逆流防止回路の入力側ノードは充電回路の出力側ノードである。そして逆流防止回路は、Ｐ型のトランジスター、充電回路の入力側ノードから充電ノードへの方向を順方向とする寄生ダイオードを有していてもよい。

【0091】

このようにすれば、充電回路からの充電電流については出力側ノードから充電ノードに流し、バッテリーに溜まった電荷については充電ノードから出力側ノードにリークしないように、寄生ダイオードにより制御できるようになる。

【0092】

また本実施形態では、放電回路は、リーク電流を放電することで、充電回路の出力側の電圧をバッテリー電圧以下に設定してもよい。

【0093】

このようにすれば、充電回路からのリーク電流を放電することで、充電ノードの電圧がバッテリー電圧よりも上昇することが防止される。従って、充電ノードの電圧をバッテリー電圧以下に維持でき、バッテリーが過充電されるのを防止できる。

【0094】

また本実施形態では、放電回路は、充電回路の出力側とグランドノードの間に直列に設けられる抵抗回路及びスイッチを含んでもよい。

【0095】

このようにすれば、充電回路の出力からのリーク電流は、スイッチがオフからオンになることで、放電回路の抵抗回路に設けられた抵抗を介してグランドノードに放電できるようになる。

【0096】

また本実施形態では、抵抗回路の抵抗値は、充電回路がオフであり、バッテリーが満充電であり、動作温度が最大動作温度であり、電源ノードに電源電圧が印加されているとき、充電回路の出力の電圧がバッテリーの満充電時の電圧以下となる抵抗値に設定することができる。

【0097】

このようにすれば、放電回路に設けられた抵抗回路の抵抗値は、充電回路からのリークによる過充電が最も発生し易い状況においても、充電回路の出力側ノードの電圧をバッテリーの満充電時の電圧以下に維持できるように設定される。従って、バッテリーの過充電を防止できるようになる。

【0098】

また本実施形態では、抵抗回路は、可変抵抗回路にすることができる。

【0099】

このようにすれば、可変抵抗回路である抵抗回路の抵抗値を変えることで、充電回路の出力側ノードの電荷の放電量を可変にすることができる。従って、接続ノードの電圧や動作温度などに応じて、出力側ノードから放電させる放電量を制御できるようになる。

【0100】

また本実施形態の回路装置は、モニター回路と制御回路を含むことができる。モニター回路は、充電回路の出力側の電圧とバッテリーの電圧とをモニターし、制御回路は、モニター回路のモニター結果に基づいて可変抵抗回路の抵抗値を設定してもよい。

【0101】

このようにすれば、モニター回路により充電回路の出力側の電圧とバッテリー電圧をモニターし、充電回路の出力の電圧がバッテリーの電圧よりも高い場合には、制御回路により、抵抗回路の抵抗値を小さくして、出力側ノードから放電させる電荷の量を増やすことで、出力側ノードの電圧を調整することができる。

【0102】

また本実施形態では、放電回路は、充電回路の出力とグランドノードの間に設けられる電流源回路を含んでもよい。

【0103】

このようにすれば、充電回路がオフになっているときに充電回路の出力側にリークしたリーク電流を、電流源回路によってグランドノードに放電することができる。

【0104】

また本実施形態では、電流源回路が流す電流の電流値は、充電回路がオフであり、バッテリーが満充電であり、動作温度が最大動作温度であり、電源ノードに電源電圧が印加されているとき、充電回路の出力の電圧がバッテリーの満充電時の電圧以下となる電流値に設定されていてもよい。

【0105】

このような条件の電流を電流源回路に流すことで、最大温度のときでも、満充電後に、充電回路の出力電圧が、バッテリー電圧以下になることが保証されて、充電回路の出力からバッテリーに電流が流れて過充電されるのを防止できる。

【0106】

また本実施形態では、電流源回路は、可変電流源回路であってもよい。

【0107】

このようにすれば、接続ノードの電圧をバッテリー電圧以下になるように、電流源回路に流れる定電流の電流値を調整することができる。

【0108】

このようにすれば、制御部からの信号により電流源回路に流れる電流が制御されることで、放電電流が制御される。このため、出力側ノードの電圧をバッテリー電圧以下になるように、電流源回路に流れる定電流の電流値を調整できる。

【0109】

また本実施形態では、放電回路は、スイッチを含んでいてもよく、スイッチと充電回路に含まれる可変抵抗回路とは、充電回路の出力側のノードとグランドノードの間に直列に設けることができる。

【0110】

このようにすれば、放電回路の中に抵抗回路を別個に設けなくても、充電回路において出力電流を生成するために設けられた可変抵抗回路を、放電電流の電流値を調整するための抵抗回路として兼用することができる。

【0111】

また本実施形態では、充電回路は、電源ノードと充電回路の出力との間に設けられるトランジスターと、トランジスターのゲート電圧を制御するアンプ回路を含んでもよい。そして充電電流の供給がオフであるとき、トランジスターはオフであり、放電回路は、オフであるトランジスターを介して電源ノードから充電回路の出力へリークするリーク電流を、放電してもよい。

【0112】

このようにすれば、アンプ回路がトランジスターのゲート電圧を制御し、トランジスターのオン、オフを制御できるようになる。そして、トランジスターがオフになるように制御され、トランジスターのリーク電流が発生した場合には、放電回路によってリーク電流を放電できるようになる。

【0113】

また本実施形態では、充電回路は、第１充電電流を生成する第１充電回路と、第１充電電流より小さい第２充電電流を生成する第２充電回路と、を含んでもよい。

【0114】

このようにすれば、異なる電流値を生成する２つの充電回路を有する２系統の回路装置において、各充電電流の供給を停止しているときに発生したリーク電流を放電回路を介して放電することができる。

【0115】

また本実施形態では、放電回路は、第１充電回路及び第２充電回路がディセーブル状態のとき、リーク電流を放電してもよい。

【0116】

このようにすれば、第１充電回路及び第２充電回路がディセーブル状態になり、バッテリーに充電電流が供給されない状態において、バッテリーが第１充電回路又は第２充電回路からのリーク電流により過充電されることを抑制できる。

【0117】

また本実施形態の電子機器は、上記の回路装置と、バッテリーを含んでもよい。

【0118】

このようにすれば、リーク電流によるバッテリーの過充電を抑制できる電子機器を実現できる。

【0119】

なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本開示の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本開示の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また本実施形態及び変形例の全ての組み合わせも、本開示の範囲に含まれる。また回路装置、電子機器の構成・動作等も本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。

【符号の説明】

【0120】

１…回路装置、２…バッテリー、１０…充電回路、１２…電流源回路、１４…可変抵抗回路、１６…第１充電回路、１８…第２充電回路、２０…放電回路、２２…抵抗回路、２４…制御部、２６…電流源回路、３０…逆流防止回路、４０…モニター回路、５０…制御回路、１００…電子機器、１４０…電流源回路、ＡＮＤ…論理回路、ＡＮＤ０、ＡＮＤ１、ＡＮＤ２…論理回路、ＡＮＤＧ…論理回路、ＡＮＤｎ…論理回路、Ｄ０、Ｄ１、Ｄ２…信号、ＤＩ１、ＤＩ２…信号、ＤＱ…信号、Ｄｎ…信号、ＥＮ１…第１イネーブル信号、ＥＮ２…第２イネーブル信号、ＩＣＨ…充電電流、ＩＣＨ１…第１充電電流、ＩＣＨ２…第２充電電流、ＩＱ…電流、ＩＳ１…第１出力電流、ＩＳ２…第２出力電流、ＩＶＢＡＴ…電流、ＩＶＩＮ…電流、Ｌ…チャネル長、ＮＢＡＴ…充電ノード、ＮＣＳ１、ＮＣＳ２、ＮＣＳＩ１、ＮＣＳＩ２…ノード、ＮＣＳＲ…出力側ノード、ＮＩＮ…電源ノード、ＮＱ、ＮＳ３…ノード、ＯＰＡ１…アンプ回路、ＯＰＡ２…アンプ回路、ＯＰＦ…アンプ回路、ＱＤＡ…電流源制御値、ＱＧ…信号、ＲＢ…抵抗、ＲＣＳ１、ＲＣＳ２…抵抗、ＲＤ…抵抗、ＲＤ０～ＲＤ１３…抵抗、ＲＧ１～ＲＧ１３…抵抗、ＲＳ１、ＲＳ２…抵抗、Ｓ１～Ｓ４、Ｓ５ａ…ステップ、Ｓ５ｂ…ステップ、ＴＡ１、ＴＡ２…トランジスター、ＴＢ１、ＴＢ２…トランジスター、ＴＢＡＴ…バッテリー端子、ＴＤ…トランジスター、ＴＤ０～ＴＤｎ…Ｎ型トランジスター、ＴＥ１、ＴＥ２…トランジスター、ＴＦ…トランジスター、ＴＧ１～ＴＧ１３…トランジスター、ＶＢＡＴ…バッテリー電圧、ＶＣＳＲ…電圧、ＶＩＮ…電源電圧、ＶＲＥＦ…基準電圧、ＶＳ３…電圧、Ｗ…チャネル幅

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】