电源电路、电源控制电路以及电源控制方法技术

本发明专利技术提供一种电源电路、电源控制电路以及电源控制方法，可抑制二次电池的温度随着充电而上升，并使得二次电池能够在温度较高的状态下进行充电。本发明专利技术提供了一种通过使用开关元件以及晶体管元件的ＤＣ－ＤＣ转换器对二次电池进行充电的电源电路，该电源电路具有电流调整电路。电流调整电路根据基准电压以及与二次电池的温度对应的第一控制电压中较低的一方和与二次电池的充电电流对应的电流检测电压之间的电压差使开关元件导通／关断，以此调整二次电池的充电电流。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。技术背景在笔记本式个人计算机等便携式电子设备中安装二次电池作为电源，多数还安装有可通过由AC适配器等连接外部电源，简单地对二次电池进 行充电的充电电路。另外， 一般在未连接外部电源时使用二次电池的电源 供给来驱动便携式电子设备，在连接外部电源时使用外部电源来驱动便携 式电子设备。在便携式电子设备中，通过使用了 DC—DC转换器的充电电路向二次 电池施加恒定电压、恒定电流，以此来实施二次电池的充电。二次电池随 着充电或放电而发热，所述二次电池对温度非常敏感，在温度超出允许范 围时充电会变得急剧恶化。因此，现有的充电电路的构成如下监视二次 电池的温度，并在二次电池的温度超出允许范围时停止二次电池的充电。图7示出了现有的充电电路。图8及图9示出了图7的PWM比较器 的动作。图IO示出了图7的电热调节器的温度特性。图ll示出了供给到 窗口比较器的电压的温度特性。现有的充电电路CHG使用PWM控制方 式的DC—DC转换器而构成，并具有主开关晶体管Tl、同步整流晶体管 T2、节流圈Ll、平滑用电容器Cl、电流测定用电阻RS以及控制电路 CTL。主开关晶体管Tl由n型晶体管构成。主开关晶体管Tl的输入端子连 接在用于接收输入电压Vi的端子Pl上。主开关晶体管Tl的输出端子连 接在节流圈Ll的一端。主开关晶体管Tl的控制端子接收控制电路CTL 中的PWM比较器PCMP的输出信号Ql。同步整流晶体管T2由n型晶体 管构成。同步整流晶体管T2的输入端子与接地线相连。同步整流晶体管T2的输出端子连接在节流圈Ll的一端。同步整流晶体管T2的控制端子 接收控制电路CTL中的门电路G2的输出信号/Qla。节流圈Ll的另一端 连接在平滑用电容器Cl的一端以及电流测定用电阻RS的一端。平滑用电 容器Cl的另一端与接地线相连。电流测定用电阻RS的另一端连接在用于 向二次电池BTR供给输出电压Vo的端子P2上。控制电路CTL的结构包括电压放大器AMP、电压发生器E1、 E2、 误差放大器ERA1、 ERA2、电阻R1 R3、 n型晶体管T3、三角波振荡器 OSC、 PWM比较器PCMP、门电路Gl、 G2以及窗口比较器WCMP。电 压放大器AMP通过同相输入端子来接收电流测定用电阻RS的一端的电 压，通过反相输入端子来接收电流测定用电阻RS的另一端的电压(输出 电压Vo)。这样，电压放大器AMP对电流测定用电阻RS的一端的电压 与电流测定用电阻RS的另一端的电压之间的电压差进行放大并生成电压 Vc。因此，由电压放大器AMP生成的电压Vc与充电电路CHG的输出电 流(二次电池BTR的充电电流)相对应。电压发生器El发生基准电压Vel。误差放大器ERA1通过同相输入 端子接收基准电压Vel，通过反相输入端子接收电压Vc。这样，误差放大 器ERA1对基准电压Vel与电压Vc的电压差进行放大并生成输出信号 DF1。电压发生器E2发生基准电压Ve2。电阻Rl、 R2以及晶体管T3串 联连接在端子P2与接地线之间。晶体管T3的控制端子接收从门电路Gl 供给的停止信号/STP。误差放大器ERA2通过同相输入端子接收基准电压 Ve2，通过反相输入端子接收电阻Rl、 R2的连接节点的电压(由电阻 Rl、 R2以及晶体管T3对输出电压Vo分压后的电压)。这样，误差放大 器ERA2对基准电压Ve2与电阻Rl、 R2的连接节点的电压之间的电压差 进行放大并生成输出信号DF2。三角波振荡器OSC发生规定周期的三角 波信号TW。PWM比较器PCMP是一种电压一脉冲宽度转换器，其对第一同相输 入端子的电压以及第二同相输入端子的电压中较低的一方与反相输入端子 的电压进行比较，在反相输入端子的电压较低时将输出信号Ql (/Ql)设 定为高电平(低电平)，在反相输入端子的电压较高时将输出信号Ql(/Ql)设定为低电平(高电平)。PWM比较器PCMP通过第一同相输入端子接收误差放大器ERA1的输出信号DF1，通过第二同相输入端子接收 误差放大器ERA2的输出信号DF2，通过反相输入端子接收三角波信号 TW。因此，如图8所示，在误差放大器ERA1的输出信号DF1的电压低于 的误差放大器ERA2的输出信号DF2的电压时，PWM比较器PCMP对误 差放大器ERA1的输出信号DF1的电压与三角波信号TW的电压进行比 较，如果误差放大器ERA1的输出信号DF1的电压高于三角波信号TW的 电压，将输出信号Ql设定为高电平，如果误差放大器ERA1的输出信号 DF1的电压低于三角波信号TW的电压，将输出信号Ql设定为低电平。另外，如图9所示，在误差放大器ERA2的输出信号DF2的电压低于 误差放大器ERA1的输出信号DF1的电压的情况下，PWM比较器PCMP 对误差放大器ERA2的输出信号DF2的电压与三角波信号TW的电压进行 比较，如果误差放大器ERA2的输出信号DF2的电压高于三角波信号TW 的电压，将输出信号Ql设定为高电平，如果误差放大器ERA2的输出信 号DF2的电压低于三角波信号TW的电压，将输出信号Ql设定为低电 平。电阻R3连接在上拉用电压Vh的供给线与端子P3之间。端子P3连接 在二次电池BTR中的温度测定用的电热调节器Th的一端。电热调节器Th 的另一端与接地线相连。电热调节器Th是电阻值根据温度而发生变化的 热敏电阻元件，并具有图IO所示的温度特性。为了向由电阻R3和电热调 节器Th构成的串联电阻施加规定的电压Vh，供给到窗口比较器WCMP 的端子P3的电压Vtl具有图11所示的温度特性。假定在二次电池BTR的温度为允许范围的最高温度时电压Vtl为 aV，在二次电池BTR的温度为允许范围的最低温度时电压Vtl为/3V，则 窗口比较器WCMP在电压Vtl高于aV、低于/3V时将停止信号STP1设定 为低电平，在电压Vtl低于aV时、或者电压Vtl高于/ V时，将停止信号 STP1设定为高电平。在停止信号STP1、 STP2中的至少一个被设定为高电平时，门电路G1将停止信号/STP设定为低电平，在停止信号STP1、 STP2都被设定为低电 平时，门电路Gl将停止信号/STP设定为高电平。此外，停止信号STP2 是用于请求充电电路CHG的启动/停止的信号，在请求充电电路CHG停 止时被设定为高电平，在请求充电电路CHG启动时被设定为低电平。门 电路G2在停止信号/STP被设定为高电平时，将PWM比较器PCMP的输 出信号/ Ql作为输出信号/Qla供给到同步整流晶体管T2的控制端子，在 停止信号/STP被设定为低电平时，将低电平信号作为输出信号/Qla供给到 同步整流晶体管T2的控制端子在所述的充电电路CHG中，当主开关晶体管成为导通状态时，同步 整流晶体管T2成为关断状态，通过节流圈Ll从输入侧向负载供给电流。 由于节流圈Ll的两端施加有输入电压Vi与输出电压Vo的电压差，流过 节流圈Ll的电流会随时间而增加，供给到负载的电流也随时间而增加。 另外，通过电流流过节流圈Ll而在节流圈Ll中积蓄能量。并且，当主开关晶体管Tl成为关断状态时，同步整流晶体管T2成为 导通状态，节流圈Ll中积蓄的能量发生放电。此时，通过公式(1)，用 主开关本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电源电路，通过使用了开关元件以及晶体管元件的ＤＣ－ＤＣ转换器对二次电池进行充电，其特征在于，具有：　　　　电流调整电路，该电流调整电路根据基准电压以及与二次电池的温度对应的第一控制电压中较低的一方和与二次电池的充电电流对应的电流检测电压之间的电压差使开关元件导通／关断，以此调整二次电池的充电电流。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：小泽秀清，中村享，
申请(专利权)人：富士通株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]