JP2008026082A - Current sensing circuit, charge control circuit using it, charging circuit, and electronic device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電流検出技術に関する。 The present invention relates to a current detection technique.
近年の携帯電話、PDA(Personal Digital Assistant)、ノート型パーソナルコンピュータなどのさまざまな電子機器には、デジタル信号処理を行うCPU(Central Processing Unit)や、DSP(Digital Signal Processor)、あるいは、液晶パネル、その他のアナログ、デジタル回路など、多くの電子回路が搭載される。電源として電池が搭載される電池駆動型の電子機器においては、機器内部の各電子回路は、電池からの電池電圧によって動作する。 Various electronic devices such as recent cellular phones, PDAs (Personal Digital Assistants), and notebook personal computers include a CPU (Central Processing Unit) that performs digital signal processing, a DSP (Digital Signal Processor), a liquid crystal panel, Many other electronic circuits such as analog and digital circuits are installed. In a battery-driven electronic device in which a battery is mounted as a power source, each electronic circuit inside the device operates with a battery voltage from the battery.
電池がリチウムイオン電池などの2次電池である場合、電子機器には充電回路が内蔵されることになる。この充電回路は、外部からのACアダプタなどから供給される電圧供給を受け、電池に充電電流を供給する。たとえば、特許文献1から3には、関連技術が開示されている。 When the battery is a secondary battery such as a lithium ion battery, a charging circuit is built in the electronic device. The charging circuit receives a voltage supplied from an external AC adapter or the like and supplies a charging current to the battery. For example, Patent Documents 1 to 3 disclose related technologies.
こうした充電回路では、外部電源から電池に向かって流れる充電電流をモニタし、この電流が所定値に保たれるように、電池を充電するのが一般的である。充電電流をモニタする方法としては、充電経路に、電流検出用の抵抗素子(以下、検出抵抗ともいう)を設けて、この検出抵抗に発生する電圧降下をモニタする電流検出回路が用いられる。 In such a charging circuit, a charging current flowing from an external power source toward the battery is monitored, and the battery is generally charged so that this current is maintained at a predetermined value. As a method for monitoring the charging current, a current detection circuit is used in which a resistance element for current detection (hereinafter also referred to as a detection resistor) is provided in the charging path, and a voltage drop generated in the detection resistor is monitored.
検出抵抗に発生する電圧降下は、充電電流に比例した電圧となるが、検出抵抗の両端に現れる電圧は、充電対象の電池電圧に応じて変化する。たとえば、充電対象がリチウムイオン電池の場合、電池電圧は、0〜4.5V程度の範囲で変化するため、検出抵抗の両端の電圧も、電池電圧の充電状態に応じて変化する。検出抵抗に発生する電圧降下にもとづいて充電電流を制御するためには、この電圧降下を一旦、接地電圧を基準とした電圧に変換する変換回路を設け、変換後の電圧にもとづいて、充電電流を調節する必要がある。ところが、この変換回路が変換可能な電圧範囲は、ある範囲に限定されるため、0〜4.5Vの全範囲にわたって変換を行うことができず、電池電圧がある程度以下となると、充電電流が検出できないという問題があった。 The voltage drop generated in the detection resistor becomes a voltage proportional to the charging current, but the voltage appearing at both ends of the detection resistor changes according to the battery voltage to be charged. For example, when the object to be charged is a lithium ion battery, the battery voltage changes in a range of about 0 to 4.5 V, so the voltage at both ends of the detection resistor also changes according to the state of charge of the battery voltage. In order to control the charging current based on the voltage drop generated in the detection resistor, a conversion circuit that temporarily converts this voltage drop to a voltage based on the ground voltage is provided, and the charging current is converted based on the converted voltage. Need to be adjusted. However, since the voltage range that can be converted by this conversion circuit is limited to a certain range, conversion cannot be performed over the entire range of 0 to 4.5 V, and the charging current is detected when the battery voltage falls below a certain level. There was a problem that I could not.
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その包括的な目的は、検出抵抗の両端の電圧が変化しても、確実に電流を検出可能な電流検出回路の提供にある。 The present invention has been made in view of such problems, and a comprehensive object thereof is to provide a current detection circuit capable of reliably detecting a current even when the voltage across the detection resistor changes.
本発明のある態様によれば、所定の経路に流れる電流を検出し、検出した電流に応じた電圧値を有する検出電圧を出力する電流検出回路が提供される。この電流検出回路は、経路上に設けられ、電流が流入する第1端子と電流が流出する第2端子を備える検出抵抗と、検出抵抗の第1端子と第2端子の電位差に応じた電流を生成する2つの電圧電流変換回路であって、異なる検出レンジを有する第1、第2電圧電流変換回路と、第1、第2電流電圧変換回路の出力電流の合計電流を電圧に変換し、検出電圧として出力する変換抵抗と、検出抵抗の第1、第2端子のいずれか一方の電圧に応じて、第1、第2電圧電流変換回路を切り換えるセレクタ回路と、を備える。 According to an aspect of the present invention, there is provided a current detection circuit that detects a current flowing through a predetermined path and outputs a detection voltage having a voltage value corresponding to the detected current. The current detection circuit is provided on a path, and includes a detection resistor having a first terminal through which current flows in and a second terminal through which current flows out, and a current corresponding to a potential difference between the first terminal and the second terminal of the detection resistor. Two voltage-current conversion circuits to be generated, which convert the total current of the output currents of the first and second voltage-current conversion circuits having different detection ranges and the first and second current-voltage conversion circuits into a voltage and detect it A conversion resistor that outputs the voltage; and a selector circuit that switches between the first and second voltage-current conversion circuits according to the voltage of one of the first and second terminals of the detection resistor.
本明細書において、「部材Aと部材Bが接続される」とは、部材Aと部材Bが物理的に直接的に接続される場合や、部材Aと部材Bが、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
この態様によると、検出抵抗のいずれかの端子に現れる電圧に応じて、適切な電圧電流変換回路を選択することができるため、幅広い電圧範囲にて電流検出を行うことができる。
In this specification, “member A and member B are connected” means that member A and member B are physically directly connected, or member A and member B are in an electrically connected state. It includes the case where it is indirectly connected through another member that does not affect.
According to this aspect, since an appropriate voltage-current conversion circuit can be selected according to the voltage appearing at any terminal of the detection resistor, current detection can be performed in a wide voltage range.
第1電圧電流変換回路は、一端が検出抵抗の第1端子に接続された第1抵抗と、エミッタが、第1抵抗の他端に接続されたPNP型バイポーラトランジスタと、非反転入力端子が検出抵抗の第2端子と接続され、反転入力端子がPNP型バイポーラトランジスタのエミッタに接続され、出力端子がPNP型バイポーラトランジスタのベースに接続された第1演算増幅器と、を含んでもよい。第2電圧電流変換回路は、一端が検出抵抗の第2端子に接続された第2抵抗と、エミッタが、第2抵抗の他端に接続されたNPN型バイポーラトランジスタと、非反転入力端子が検出抵抗の第1端子と接続され、反転入力端子がNPN型バイポーラトランジスタのエミッタに接続され、出力端子がNPN型バイポーラトランジスタのベースに接続された第2演算増幅器と、を含んでもよい。第1、第2電圧電流変換回路は、それぞれ、PNP型バイポーラトランジスタ、NPN型バイポーラトランジスタに流れる電流を出力してもよい。 The first voltage-current converter circuit has a first resistor having one end connected to the first terminal of the detection resistor, a PNP bipolar transistor having an emitter connected to the other end of the first resistor, and a non-inverting input terminal detecting A first operational amplifier connected to the second terminal of the resistor, an inverting input terminal connected to the emitter of the PNP bipolar transistor, and an output terminal connected to the base of the PNP bipolar transistor. The second voltage-current converter circuit has a second resistor having one end connected to the second terminal of the detection resistor, an NPN bipolar transistor having an emitter connected to the other end of the second resistor, and a non-inverting input terminal detecting And a second operational amplifier connected to the first terminal of the resistor, having an inverting input terminal connected to the emitter of the NPN bipolar transistor, and having an output terminal connected to the base of the NPN bipolar transistor. The first and second voltage / current converter circuits may output currents flowing through the PNP bipolar transistor and the NPN bipolar transistor, respectively.
セレクタ回路は、第1、第2端子のいずれか所定の電圧を、所定のしきい値電圧と比較するコンパレータを含み、当該コンパレータの出力信号に応じて、第1、第2演算増幅器を相補的にオン、オフしてもよい。 The selector circuit includes a comparator that compares a predetermined voltage of either the first or second terminal with a predetermined threshold voltage, and makes the first and second operational amplifiers complementary according to an output signal of the comparator. May be turned on or off.
第2電圧電流変換回路は、出力端子および反転入力端子が第2抵抗の一端に接続され、非反転入力端子が検出抵抗の第2端子に接続された第3演算増幅器をさらに含んでもよい。 The second voltage-current conversion circuit may further include a third operational amplifier having an output terminal and an inverting input terminal connected to one end of the second resistor, and a non-inverting input terminal connected to the second terminal of the detection resistor.
本発明の別の態様によれば、充電制御回路が提供される。この充電制御回路は、電源から充電対象となる電池に流れ込む充電電流を調節する充電制御回路であって、電源から電池に至る充電経路上に設けられた検出抵抗を含む上述のある態様の電流検出回路と、電流検出回路から出力される検出電圧の電圧値が、所定の基準電圧と一致するように、充電電流を調節する充電電流調節回路と、を備える。電流検出回路のセレクタ回路は、電池に接続される第2端子に現れる電圧にもとづき、第1、第2電圧電流変換回路を切り換える。 According to another aspect of the present invention, a charge control circuit is provided. This charging control circuit is a charging control circuit that adjusts a charging current flowing from a power source to a battery to be charged, and includes a detection resistor provided on a charging path from the power source to the battery. And a charging current adjusting circuit that adjusts the charging current so that the voltage value of the detection voltage output from the current detecting circuit matches a predetermined reference voltage. The selector circuit of the current detection circuit switches between the first and second voltage-current conversion circuits based on the voltage appearing at the second terminal connected to the battery.
本発明のさらに別の態様によれば、充電回路が提供される。この充電回路は、電源からの電源電圧にもとづいて電池を充電する充電回路であって、電源から電池への経路上に設けられた充電トランジスタと、充電トランジスタのオン状態を調節して、電池に供給する充電電流を調節する上記充電制御回路と、を備える。 According to yet another aspect of the invention, a charging circuit is provided. This charging circuit is a charging circuit that charges a battery based on a power supply voltage from a power source. The charging transistor provided on the path from the power source to the battery, and the on state of the charging transistor are adjusted to And a charge control circuit for adjusting a charging current to be supplied.
本発明のさらに別の態様は、電子機器である。この電子機器は、電池と、電源からの電源電圧にもとづいて電池を充電する上述の充電回路と、電池により駆動される負荷回路と、を備える。 Yet another embodiment of the present invention is an electronic device. This electronic device includes a battery, the above-described charging circuit that charges the battery based on a power supply voltage from the power supply, and a load circuit that is driven by the battery.
なお、以上の構成要素の任意の組合せや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。 Note that any combination of the above-described constituent elements and the constituent elements and expressions of the present invention replaced with each other among methods, apparatuses, systems, etc. are also effective as an aspect of the present invention.
本発明に係る電流検出回路によれば、幅広い電圧範囲で、確実に電流を検出することができる。 According to the current detection circuit of the present invention, it is possible to reliably detect a current in a wide voltage range.
以下、本発明の実施の形態に係る充電制御回路について、図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、以下の説明において、電圧信号、電流信号あるいは抵抗、容量などに付された符号は、必要に応じてそれぞれの電圧値、電流値あるいは抵抗値、容量値を表すものとして用いることとする。 Hereinafter, a charge control circuit according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The same or equivalent components, members, and processes shown in the drawings are denoted by the same reference numerals, and repeated descriptions are omitted as appropriate. Further, in the following description, reference numerals attached to voltage signals, current signals, resistors, capacitors, and the like are used to represent the respective voltage values, current values, resistance values, and capacitance values as necessary.
図1は、実施の形態に係る充電回路200を備える電子機器1000全体の構成を示す回路図である。電子機器1000は、たとえば携帯電話端末や、PDA、ノート型PCなどの電池駆動型の情報端末機器である。電子機器1000は、充電回路200、電池220を備える。電子機器1000は、これらに加えて、図示しない電源回路や、DSP、液晶パネルをはじめ、その他のアナログ、デジタルを備える。
FIG. 1 is a circuit diagram illustrating a configuration of an entire
電池220は、リチウムイオンやNiCd(ニッケルカドミウム)電池などの2次電池であり、その電池電圧Vbatが、電子機器1000のその他の回路ブロックへと供給される。
The
外部電源210は、電子機器1000に接続され、商用交流電圧を直流電圧に変換するACアダプタや、車載バッテリ等の電圧を降圧するDC/DCコンバータなどであり、電子機器1000に接続される。外部電源210は、充電回路200に対して、直流の電源電圧Vdcを供給する。
The
充電回路200は、外部電源210からの電源電圧Vdcにもとづいて電池220を充電する。充電回路200は、充電トランジスタTr1、充電制御回路100、およびその他の回路素子を備える。
充電トランジスタTr1は、外部電源210から電池220へ至る充電経路上に設けられる。本実施の形態において、充電トランジスタTr1、充電制御回路100の電流入力端子106、後述の検出抵抗Rsense、電池端子108を介して電池220に至る経路が充電経路となる。充電トランジスタTr1は、PNP型バイポーラトランジスタであって、エミッタが外部電源210に接続されている。充電トランジスタTr1のエミッタおよびベース間には、抵抗R1が接続される。また、充電トランジスタTr1のベースおよび固定電圧端子である接地端子間には、充電制御トランジスタTr2が接続される。充電制御トランジスタTr2は、NPN型バイポーラトランジスタであって、コレクタが充電トランジスタTr1のベースに、エミッタが接地端子に接続される。充電トランジスタTr1のコレクタは、充電制御回路100に接続される。
The charging transistor Tr1 is provided on a charging path from the
充電制御回路100は、半導体基板上に機能ICとして集積化され、充電トランジスタTr1のオン状態を調節して、電池220に供給する充電電流Ichgを調節する。充電制御回路100は、入出力用の端子として、電源端子102、充電制御端子104、電流入力端子106、電池端子108を備える。また、電流入力端子106、電池端子108は、充電制御回路100の検査工程において、検出抵抗Rsenseの抵抗値を測定するための端子として機能する。
The
電池端子108には、電池220が接続され、電流入力端子106には、充電トランジスタTr1のコレクタが接続される。充電制御端子104からは、充電トランジスタTr1のオンの程度を制御する制御電圧Vcntが出力される。この制御電圧Vcntは、充電制御トランジスタTr2のベースに入力される。電源端子102は、充電制御回路100自体の電源端子であって、外部電源210から電源電圧Vddが供給される。充電制御回路100内部の回路素子は、電源電圧Vddにもとづいて動作する。
A
以下、充電制御回路100の内部の構成について説明する。充電制御回路100は、検出抵抗Rsense、電流検出回路10、誤差電圧生成部20、電流調節部30を備える。検出抵抗Rsenseは、電池220への充電電流Ichgをモニタするために設けられており、電流入力端子106と電池端子108の間に、すなわち、外部電源210から電池220に至る充電経路上に設けられる。検出抵抗Rsenseの両端には、その抵抗値Rsenseと、充電電流Ichgに比例した電圧降下ΔVが発生する。
Hereinafter, the internal configuration of the charging
電流検出回路10、誤差電圧生成部20、電流調節部30を含む充電電流調節回路40は、検出抵抗Rsenseに発生する電圧降下ΔVと所定の基準電圧Vrefとの誤差電圧Verrにもとづいて、充電電流を調節する。すなわち、充電電流調節回路40は、検出抵抗Rsenseに発生する電圧降下ΔVを、充電電流Ichgとみなして、充電トランジスタTr1のオンの程度を調節する。具体的には、充電制御回路100は、検出抵抗Rsenseの電圧降下が、所定の電圧値に近づくように、充電トランジスタTr1のオンの程度をフィードバックにより調節する。
The charging
電流検出回路10は、検出抵抗Rsenseに発生する電圧降下ΔVを、接地電圧を基準とした検出電圧Vsenseに変換する。電流検出回路10は、抵抗R2、抵抗R3、第1バイポーラトランジスタQ1、演算増幅器12、を含む。
The
検出抵抗Rsenseの低電圧側の端子は、演算増幅器12の非反転入力端子に接続されている。抵抗R2は、検出抵抗Rsenseの高電圧側の端子と、演算増幅器12の非反転入力端子の間に設けられる。第1バイポーラトランジスタQ1は、PNP型バイポーラトランジスタであって、エミッタが抵抗R2および演算増幅器12の反転入力端子に接続され、ベースが演算増幅器12の出力端子に接続されている。抵抗R3は、接地端子と第1バイポーラトランジスタQ1のコレクタの間に設けられる。
The low voltage side terminal of the detection resistor Rsense is connected to the non-inverting input terminal of the
電流検出回路10において、演算増幅器12にイマジナリショートが成り立つと仮定すると、演算増幅器12の非反転入力端子と反転入力端子の電圧は等しいとみなせる。このとき、検出抵抗Rsenseに生じる電圧降下ΔVは、抵抗R2に印加され、第1電流I1=ΔV/R2が生成される。第1電流I1は、第1バイポーラトランジスタQ1、抵抗R3に流れ、抵抗R3には、I1×R3で与えられる検出電圧Vsenseが接地電圧を基準として生成される。ここで、Vsense=ΔV×R3/R2が成り立っており、検出電圧Vsenseは、検出抵抗Rsenseに発生する電圧降下ΔVに比例した電圧となる。抵抗R2、抵抗R3はペアリングして形成するのが好ましい。
In the
誤差電圧生成部20は、電流検出回路10により生成された検出電圧Vsenseを受け、所定の基準電圧Vrefと比較し、2つの電圧の誤差を増幅した誤差電圧Verrを生成する。誤差電圧生成部20は、可変電圧源22、演算増幅器24、第1MOSトランジスタM1、抵抗R4を含む。
The
可変電圧源22は、所定の基準電圧Vrefを生成する。可変電圧源22は、基準電圧Vrefの値をトリミングによって調節可能に構成される。可変電圧源22により生成された基準電圧Vrefは、演算増幅器24の反転入力端子に入力される。なお、本実施の形態において、可変電圧源22の出力である基準電圧Vrefは、少なくとも、充電制御回路100の検査工程において、外部からモニタ可能に構成されている。図1の充電制御回路100では、可変電圧源22の出力には、電圧モニタ端子110が設けられる。なお、電圧モニタ端子110は、何らかの方法によって、外部から電圧を測定可能であればよく、電極パッドとして形成されている必要はない。
The variable voltage source 22 generates a predetermined reference voltage Vref. The variable voltage source 22 is configured such that the value of the reference voltage Vref can be adjusted by trimming. The reference voltage Vref generated by the variable voltage source 22 is input to the inverting input terminal of the
演算増幅器24の非反転入力端子には、電流検出回路10から出力された検出電圧Vsenseが入力される。演算増幅器24は、検出電圧Vsenseと、基準電圧Vrefの誤差を増幅し、誤差電圧Verr’を出力する。第1MOSトランジスタM1は、NチャンネルMOSFETであって、ソースが接地され、ゲートに演算増幅器24の出力端子が接続されている。抵抗R4は、その一端が第1MOSトランジスタM1のドレインに接続され、他端に現れる電圧を、誤差電圧Verrとして出力する。
The detection voltage Vsense output from the
電流調節部30は、誤差電圧生成部20から出力される誤差電圧Verrを受け、この誤差電圧Verrに応じた制御電圧Vcntを生成し、充電制御端子104を介して充電制御トランジスタTr2のベース電圧を調節する。制御電圧Vcntによって、充電制御トランジスタTr2のオンの程度が制御されると、充電制御トランジスタTr2のコレクタ電流が変化して、抵抗R2に生ずる電圧降下が変化する。その結果、充電トランジスタTr1のベースエミッタ間電圧が変化し、充電トランジスタTr1のオンの程度が調節される。
The
電流調節部30は、第2MOSトランジスタM2、抵抗R5、抵抗R6、抵抗R7、第1キャパシタC1を含む。第2MOSトランジスタM2は、NチャンネルMOSFETであり、そのゲートには誤差電圧生成部20からの誤差電圧Verrが入力される。第2MOSトランジスタM2のゲートドレイン間には、回路の安定化を図るために、第1キャパシタC1、抵抗R6が直列に設けられている。第2MOSトランジスタM2のソースと接地端子間には、抵抗R6が設けられる。第7抵抗R7は、一端が第2MOSトランジスタM2のソースに接続され、他端が充電制御端子104に接続される。
The
なお、充電制御回路100の内部において、電流入力端子106から電池端子108に至る充電経路上には、充電電圧を遮断するためのスイッチなど、図示しない回路素子が設けられていてもよい。
In the charging
次に、充電電流を検出し、検出した電流に応じた電圧値を有する検出電圧Vsenseを出力する電流検出回路の好適な構成例について説明する。図1の回路において、電池端子108の電圧は、電池220の充電状態に応じて変化する。図1の電流検出回路10は、電池電圧Vbatがある程度高い状態では、電圧降下ΔVを、接地電圧を基準とした検出電圧Vsenseに変換することができるが、電池電圧Vbatがある程度低くなると、たとえば2V以下まで低下すると、検出電圧Vsenseを生成することができなくなる場合がある。すなわち、図1の電流検出回路10では、電池電圧Vbatが低いときに、充電電流Ichgを正確に調節できない場合が生じうる。
Next, a preferred configuration example of a current detection circuit that detects a charging current and outputs a detection voltage Vsense having a voltage value corresponding to the detected current will be described. In the circuit of FIG. 1, the voltage at the
図2は、実施の形態に係る電流検出回路の構成を示す回路図である。図2の電流検出回路10aは、図1の電流検出回路10よりも広い電圧範囲で、検出電圧Vsenseを生成可能な回路である。以下、電流検出回路10aについて説明する。
電流検出回路10aは、検出抵抗Rsense、第1電圧電流変換回路14、第2電圧電流変換回路16、コンパレータ18、変換抵抗R13を含む。
FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a configuration of the current detection circuit according to the embodiment. The
The
検出抵抗Rsenseは、充電経路上に設けられ、電流が流入する第1端子T1と電流が流出する第2端子T2を備える。第1電圧電流変換回路14、第2電圧電流変換回路16は、検出抵抗Rsenseの第1端子T1と第2端子T2の電位差ΔVに応じた電流を生成する電圧電流変換回路であって、異なる検出レンジを有する。「検出レンジ」とは、電圧電流変換を正確に行うことが可能な入力電圧レベルの範囲をいう。第1電圧電流変換回路14、第2電圧電流変換回路16はいずれか一方がアクティブのとき、他方は非アクティブとされる。
The detection resistor Rsense is provided on the charging path, and includes a first terminal T1 through which current flows and a second terminal T2 through which current flows out. The first voltage-
第1電圧電流変換回路14は、第1抵抗R11、第1トランジスタQ11、第1演算増幅器AMP1を含む。第1抵抗R11は、一端が検出抵抗Rsenseの第1端子T1に接続される。第1トランジスタQ11は、PNP型バイポーラトランジスタであって、エミッタが、第1抵抗R11の他端に接続される。第1演算増幅器AMP1の非反転入力端子は、検出抵抗Rsenseの第2端子T2と接続され、反転入力端子は第1トランジスタQ11のエミッタに接続され、出力端子は、第1トランジスタQ11のベースに接続される。図2の第1電圧電流変換回路14および変換抵抗R13は、図1の電流検出回路10に対応する。第1電圧電流変換回路14は、第1トランジスタQ11に流れる電流I1を出力する。第1電圧電流変換回路14から出力される電流I1は、I1=Ichg×Rsense/R11で与えられる。
The first voltage-
第2電圧電流変換回路16は、第2抵抗R12、第2演算増幅器AMP2、第3演算増幅器AMP3、第2トランジスタQ12、第3トランジスタQ13、第4トランジスタQ14を含む。第2抵抗R12は、その一端が、検出抵抗Rsenseの第2端子T2に、第3演算増幅器AMP3を介して接続される。第2トランジスタQ12はNPN型バイポーラトランジスタであって、エミッタが、第2抵抗R12の他端に接続される。第2演算増幅器AMP2は、非反転入力端子が検出抵抗Rsenseの第1端子T1と接続され、反転入力端子が第2トランジスタQ12のエミッタに接続され、出力端子が第2トランジスタQ12のベースに接続される。第3トランジスタQ13、第4トランジスタQ14はカレントミラー回路(ミラー比1:1)を構成しており、第2トランジスタQ12に流れる第2電流I2に応じた電流I2’を出力する。第2電圧電流変換回路16から出力される電流I2’は、I2=Ichg×Rsense/R12で与えられる。
The second voltage-
第3演算増幅器AMP3は、出力端子および反転入力端子が第2抵抗R12の一端に接続され、非反転入力端子が検出抵抗Rsenseの第2端子T2に接続される。第3演算増幅器AMP3はボルテージフォロアであり、第2抵抗R12の一端の電圧を、検出抵抗Rsenseの第2端子T2の電圧Vx2と等しく設定する。第2トランジスタQ12および第2抵抗R12に流れる電流I2は、第3演算増幅器AMP3のシンク電流として流れる。第3演算増幅器AMP3を設けることにより、電流I2が、電池端子108から電流検出回路10aの外部に流れ出るのを防止することができる。
The third operational amplifier AMP3 has an output terminal and an inverting input terminal connected to one end of the second resistor R12, and a non-inverting input terminal connected to the second terminal T2 of the detection resistor Rsense. The third operational amplifier AMP3 is a voltage follower, and sets the voltage at one end of the second resistor R12 equal to the voltage Vx2 at the second terminal T2 of the detection resistor Rsense. A current I2 flowing through the second transistor Q12 and the second resistor R12 flows as a sink current of the third operational amplifier AMP3. By providing the third operational amplifier AMP3, it is possible to prevent the current I2 from flowing out of the
変換抵抗R13は、第1電圧電流変換回路14、第2電圧電流変換回路16の出力電流I1およびI2’の合計電流を電圧に変換し、検出電圧Vsenseとして出力する。
The conversion resistor R13 converts the total current of the output currents I1 and I2 'of the first voltage-
コンパレータ18は、検出抵抗Rsenseの第2端子T2、すなわち電池端子108の電圧Vx2に応じて、第1電圧電流変換回路14と第2電圧電流変換回路16を切り換えるセレクタ回路として機能する。コンパレータ18は、第2端子T2の電圧Vx2(=Vbat)を、所定のしきい値電圧Vthと比較し、その出力信号に応じて、第1演算増幅器AMP1、第2演算増幅器AMP2を相補的にオン、オフする。具体的には、Vx2>Vthのとき、第1演算増幅器AMP1がオン、第2演算増幅器AMP2がオフとなり、Vx2<Vthのとき、第2演算増幅器AMP2がオン、第1演算増幅器AMP1がオフとなる。しきい値電圧Vthは、第1電圧電流変換回路14と第2電圧電流変換回路16の検出レンジの境界付近に設定するのが好ましく、たとえば2V程度に設定される。
The
以上のように構成された図2の電流検出回路10aの動作を説明する。検出抵抗Rsenseの第2端子T2の電圧、すなわち電池電圧Vbatがしきい値電圧Vthより高いとき、コンパレータ18によって第1電圧電流変換回路14がアクティブとされる。このとき、変換抵抗R13には電流I1が流れ、図2の電流検出回路10aは、図1の回路と等価となる。電池電圧Vbatがしきい値電圧Vthを下回ると、第1電圧電流変換回路14では電流変換が行えなくなる。このとき、コンパレータ18は、第1電圧電流変換回路14を非アクティブとするとともに、第2電圧電流変換回路16をアクティブとする。このとき、変換抵抗R13は、電流I2’を電圧に変換することにより、検出電圧Vsenseを生成する。
The operation of the
このように、図2の電流検出回路10aによれば、図1の電流検出回路10では検出不可能な電圧範囲に対して、電流検出を行うことが可能となる。
As described above, according to the
上記実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 Those skilled in the art will understand that the above-described embodiment is an exemplification, and that various modifications can be made to combinations of the respective constituent elements and processing processes, and such modifications are also within the scope of the present invention. is there.
実施の形態において、充電トランジスタTr1、充電制御トランジスタTr2や抵抗R1などは、充電制御回路100の外部に設けられる場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、これらの素子は、一部あるいは全部が充電制御回路100に集積化されていてもよい。
In the embodiment, the case where the charging transistor Tr1, the charging control transistor Tr2, the resistor R1, and the like are provided outside the charging
図2の電流検出回路10aでは、バイポーラトランジスタを用いて第1電圧電流変換回路14、第2電圧電流変換回路16を構成したが、MOSFETを用いて構成してもよい。また、図2の電流検出回路10aは、充電制御回路100に好適に使用可能であるが、用途はそれに限定されない。図2の電流検出回路10aは、検出抵抗Rsenseの両端の電圧が、回路の状態によってシフトするような用途に広く利用することができる。
In the
Rsense 検出抵抗、 R11 第1抵抗、 R12 第2抵抗、 R13 変換抵抗、 10 電流検出回路、 14 第1電圧電流変換回路、 16 第2電圧電流変換回路、 18 コンパレータ、 AMP1 第1演算増幅器、 AMP2 第2演算増幅器、 AMP3 第3演算増幅器、 Q11 第1トランジスタ、 Q12 第2トランジスタ、 Q13 第3トランジスタ、 Q14 第4トランジスタ。 Rsense detection resistor, R11 first resistor, R12 second resistor, R13 conversion resistor, 10 current detection circuit, 14 first voltage current conversion circuit, 16 second voltage current conversion circuit, 18 comparator, AMP1 first operational amplifier, AMP2 first 2 operational amplifier, AMP3 3rd operational amplifier, Q11 1st transistor, Q12 2nd transistor, Q13 3rd transistor, Q14 4th transistor.
Claims (7)
前記経路上に設けられ、前記電流が流入する第1端子と前記電流が流出する第2端子を備える検出抵抗と、
前記検出抵抗の前記第1端子と前記第2端子の電位差に応じた電流を生成する2つの電圧電流変換回路であって、異なる検出レンジを有する第1、第2電圧電流変換回路と、
前記第1、第2電流電圧変換回路の出力電流の合計電流を電圧に変換し、前記検出電圧として出力する変換抵抗と、
前記検出抵抗の前記第1、第2端子のいずれか一方の電圧に応じて、前記第1、第2電圧電流変換回路を切り換えるセレクタ回路と、
を備えることを特徴とする電流検出回路。 A current detection circuit that detects a current flowing through a predetermined path and outputs a detection voltage having a voltage value corresponding to the detected current;
A detection resistor provided on the path, comprising a first terminal through which the current flows and a second terminal through which the current flows;
Two voltage-current converters that generate currents according to a potential difference between the first terminal and the second terminal of the detection resistor, the first and second voltage-current converters having different detection ranges;
A conversion resistor for converting a total current of output currents of the first and second current-voltage conversion circuits into a voltage and outputting the voltage as the detection voltage;
A selector circuit that switches between the first and second voltage-current conversion circuits according to the voltage of one of the first and second terminals of the detection resistor;
A current detection circuit comprising:
一端が前記検出抵抗の前記第1端子に接続された第1抵抗と、
エミッタが、前記第1抵抗の他端に接続されたPNP型バイポーラトランジスタと、
非反転入力端子が前記検出抵抗の前記第2端子と接続され、反転入力端子が前記PNP型バイポーラトランジスタのエミッタに接続され、出力端子が前記PNP型バイポーラトランジスタのベースに接続された第1演算増幅器と、
を含み、
前記第2電圧電流変換回路は、
一端が前記検出抵抗の前記第2端子に接続された第2抵抗と、
エミッタが、前記第2抵抗の他端に接続されたNPN型バイポーラトランジスタと、
非反転入力端子が前記検出抵抗の前記第1端子と接続され、反転入力端子が前記NPN型バイポーラトランジスタのエミッタに接続され、出力端子が前記NPN型バイポーラトランジスタのベースに接続された第2演算増幅器と、
を含み、
前記第1、第2電圧電流変換回路は、それぞれ、前記PNP型バイポーラトランジスタ、前記NPN型バイポーラトランジスタに流れる電流を出力することを特徴とする請求項1に記載の電流検出回路。 The first voltage-current conversion circuit includes:
A first resistor having one end connected to the first terminal of the detection resistor;
A PNP-type bipolar transistor having an emitter connected to the other end of the first resistor;
A first operational amplifier having a non-inverting input terminal connected to the second terminal of the detection resistor, an inverting input terminal connected to the emitter of the PNP bipolar transistor, and an output terminal connected to the base of the PNP bipolar transistor When,
Including
The second voltage-current conversion circuit includes:
A second resistor having one end connected to the second terminal of the detection resistor;
An NPN bipolar transistor having an emitter connected to the other end of the second resistor;
A second operational amplifier having a non-inverting input terminal connected to the first terminal of the detection resistor, an inverting input terminal connected to the emitter of the NPN bipolar transistor, and an output terminal connected to the base of the NPN bipolar transistor When,
Including
2. The current detection circuit according to claim 1, wherein the first and second voltage-current conversion circuits output currents flowing through the PNP bipolar transistor and the NPN bipolar transistor, respectively.
前記第1、第2端子のいずれか所定の電圧を、所定のしきい値電圧と比較するコンパレータを含み、当該コンパレータの出力信号に応じて、前記第1、第2演算増幅器を相補的にオン、オフすることを特徴とする請求項2に記載の電流検出回路。 The selector circuit is
It includes a comparator that compares a predetermined voltage at either the first or second terminal with a predetermined threshold voltage, and the first and second operational amplifiers are complementarily turned on according to the output signal of the comparator. The current detection circuit according to claim 2, wherein the current detection circuit is turned off.
出力端子および反転入力端子が前記第2抵抗の一端に接続され、非反転入力端子が前記検出抵抗の前記第2端子に接続された第3演算増幅器をさらに含むことを特徴とする請求項2に記載の電流検出回路。 The second voltage-current conversion circuit includes:
The output terminal and the inverting input terminal are further connected to one end of the second resistor, and further include a third operational amplifier having a non-inverting input terminal connected to the second terminal of the detection resistor. The current detection circuit described.
前記電源から前記電池に至る充電経路上に設けられた検出抵抗を含む請求項1から4のいずれかに記載の電流検出回路と、
前記電流検出回路から出力される前記検出電圧の電圧値が、所定の基準電圧と一致するように、前記充電電流を調節する充電電流調節回路と、
を備え、
前記電流検出回路の前記セレクタ回路は、前記電池に接続される前記第2端子に現れる電圧にもとづき、前記第1、第2電圧電流変換回路を切り換えることを特徴とする充電制御回路。 A charge control circuit for adjusting a charging current flowing from a power source to a battery to be charged,
A current detection circuit according to any one of claims 1 to 4, including a detection resistor provided on a charging path from the power source to the battery;
A charging current adjustment circuit that adjusts the charging current so that a voltage value of the detection voltage output from the current detection circuit matches a predetermined reference voltage;
With
The charge control circuit, wherein the selector circuit of the current detection circuit switches between the first and second voltage-current conversion circuits based on a voltage appearing at the second terminal connected to the battery.
前記電源から前記電池への経路上に設けられた充電トランジスタと、
前記充電トランジスタのオン状態を調節して、前記電池に供給する充電電流を調節する請求項5に記載の充電制御回路と、
を備えることを特徴とする充電回路。 A charging circuit for charging a battery based on a power supply voltage from a power supply,
A charging transistor provided on a path from the power source to the battery;
The charge control circuit according to claim 5, wherein an on state of the charging transistor is adjusted to adjust a charging current supplied to the battery.
A charging circuit comprising:
電源からの電源電圧にもとづいて前記電池を充電する請求項6に記載の充電回路と、
前記電池により駆動される負荷回路と、
を備えることを特徴とする電子機器。 Battery,
The charging circuit according to claim 6, wherein the battery is charged based on a power supply voltage from a power supply;
A load circuit driven by the battery;
An electronic device comprising:
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Cited By (7)
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JP2009239471A (en) * | 2008-03-26 | 2009-10-15 | Panasonic Corp | Mos integrated circuit and electronic equipment including the same |
CN103033668A (en) * | 2012-12-18 | 2013-04-10 | 广州飞达音响专业器材有限公司 | Electric current detection circuit |
KR101805641B1 (en) | 2014-12-04 | 2017-12-07 | 인텔 코포레이션 | Digital current sensing in power controller |
CN108594004A (en) * | 2018-07-09 | 2018-09-28 | 珠海市微半导体有限公司 | bidirectional current detection circuit and detection method |
CN108845181A (en) * | 2018-07-09 | 2018-11-20 | 珠海市微半导体有限公司 | current detection circuit and detection method |
CN109030928A (en) * | 2018-07-09 | 2018-12-18 | 珠海市微半导体有限公司 | For carrying out the circuit and electric current detecting method of bidirectional current detection |
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04317217A (en) * | 1991-04-17 | 1992-11-09 | Mitsubishi Electric Corp | Current detecting circuit |
JP2000155139A (en) * | 1998-11-20 | 2000-06-06 | Yokogawa Analytical Systems Inc | Current detecting device |
JP2004219158A (en) * | 2003-01-10 | 2004-08-05 | Alps Electric Co Ltd | Current detection circuit |
JP2005188932A (en) * | 2003-12-24 | 2005-07-14 | Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk | Voltage-drop type current measuring device |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04317217A (en) * | 1991-04-17 | 1992-11-09 | Mitsubishi Electric Corp | Current detecting circuit |
JP2000155139A (en) * | 1998-11-20 | 2000-06-06 | Yokogawa Analytical Systems Inc | Current detecting device |
JP2004219158A (en) * | 2003-01-10 | 2004-08-05 | Alps Electric Co Ltd | Current detection circuit |
JP2005188932A (en) * | 2003-12-24 | 2005-07-14 | Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk | Voltage-drop type current measuring device |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009239471A (en) * | 2008-03-26 | 2009-10-15 | Panasonic Corp | Mos integrated circuit and electronic equipment including the same |
CN103033668A (en) * | 2012-12-18 | 2013-04-10 | 广州飞达音响专业器材有限公司 | Electric current detection circuit |
CN103033668B (en) * | 2012-12-18 | 2017-10-13 | 广州飞达音响股份有限公司 | Current detection circuit |
KR101805641B1 (en) | 2014-12-04 | 2017-12-07 | 인텔 코포레이션 | Digital current sensing in power controller |
CN108594004A (en) * | 2018-07-09 | 2018-09-28 | 珠海市微半导体有限公司 | bidirectional current detection circuit and detection method |
CN108845181A (en) * | 2018-07-09 | 2018-11-20 | 珠海市微半导体有限公司 | current detection circuit and detection method |
CN109030928A (en) * | 2018-07-09 | 2018-12-18 | 珠海市微半导体有限公司 | For carrying out the circuit and electric current detecting method of bidirectional current detection |
CN112534278A (en) * | 2018-08-08 | 2021-03-19 | 高通股份有限公司 | Current sensing in an on-die direct current-direct current (DC-DC) converter for measuring delivered power |
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