本發(fā)明涉及對(duì)充電電池進(jìn)行充電的充電電路。

背景技術(shù)：

便攜式電話、PDA(Personal Digital Assistant：個(gè)人數(shù)字助理)、筆記本型個(gè)人計(jì)算機(jī)、便攜式音頻播放器等電池驅(qū)動(dòng)設(shè)備內(nèi)置有可充電的充電電池和用于對(duì)其進(jìn)行充電的充電電路。充電電路有基于從USB(Universal Serial Bus：通用串行總線)主機(jī)適配器介由USB纜線供給的直流電壓對(duì)充電電池進(jìn)行充電的方式。

目前，移動(dòng)設(shè)備中安裝的充電電路遵循被稱(chēng)作USB Battery Charging Specification(USB電池充電規(guī)范)的標(biāo)準(zhǔn)(以下稱(chēng)作BC標(biāo)準(zhǔn))。主機(jī)適配器有多種。在BC revision1.2標(biāo)準(zhǔn)中，作為充電器的種類(lèi)，定義有SDP(Standard Downstream Port：下行端口)、DCP(Dedicated Charging Port：專(zhuān)用充電端口)、CDP(Charging Downstream Port：充電下行端口)。并且，主機(jī)適配器所能供給的電流(電流容量)是根據(jù)充電器的種類(lèi)而規(guī)定的。具體來(lái)說(shuō)，DCP、CDP規(guī)定為1500mA，SDP根據(jù)USB的版本而規(guī)定為100mA、500mA、900mA。

作為使用了USB的下一代充電電池充電的方式、系統(tǒng)，制定了被稱(chēng)作USB Power Delivery的標(biāo)準(zhǔn)(以下稱(chēng)作PD標(biāo)準(zhǔn))。在PD標(biāo)準(zhǔn)中，可供給的功率從BC標(biāo)準(zhǔn)的7.5W大幅增大到最大100W。具體來(lái)說(shuō)，在PD標(biāo)準(zhǔn)中，作為USB總線電壓，允許供給比5V高的電壓(具體來(lái)說(shuō)是12V、20V)，充電電流也允許供給比BC標(biāo)準(zhǔn)大的量(具體來(lái)說(shuō)是2A，3A、5A)。

[在先技術(shù)文獻(xiàn)]

[專(zhuān)利文獻(xiàn)]

[專(zhuān)利文獻(xiàn)1]日本特開(kāi)2013-198262號(hào)公報(bào)

[專(zhuān)利文獻(xiàn)2]日本特開(kāi)2006-60977號(hào)公報(bào)

[專(zhuān)利文獻(xiàn)3]日本特開(kāi)2006-304500號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

〔發(fā)明所要解決的課題〕

在從BC標(biāo)準(zhǔn)向PD標(biāo)準(zhǔn)的過(guò)渡期，想到會(huì)出現(xiàn)僅遵循BC標(biāo)準(zhǔn)的主機(jī)適配器和遵循PD標(biāo)準(zhǔn)的主機(jī)適配器混合存在的環(huán)境。在安裝多單元的鋰離子電池的電子設(shè)備中，需要9V以上的直流電壓。因此存在如下問(wèn)題：在準(zhǔn)備有PD標(biāo)準(zhǔn)的主機(jī)適配器的環(huán)境下，能對(duì)鋰離子電池進(jìn)行充電，但用BC標(biāo)準(zhǔn)的總線電壓5V無(wú)法對(duì)充電電池進(jìn)行充電。

本發(fā)明的一個(gè)方案是在這樣的狀況下研發(fā)的，其例示性目的之一在于提供一種在主機(jī)適配器遵循BC標(biāo)準(zhǔn)及PD標(biāo)準(zhǔn)的任一種的狀況下都能對(duì)充電電池充電的充電電路。

〔用于解決課題的手段〕

本發(fā)明的一個(gè)方案設(shè)計(jì)對(duì)多單元的充電電池進(jìn)行充電的充電電路。充電電路包括：降壓充電器，接受從USB(Universal Serial Bus：通用串行總線)主機(jī)適配器供給到USB端口的總線電壓，對(duì)充電電池進(jìn)行充電；升壓充電器，接受總線電壓，對(duì)充電電池進(jìn)行充電；PD控制器，檢測(cè)到USB端口連接了遵循PD(Power Delivery)標(biāo)準(zhǔn)的主機(jī)適配器，通過(guò)與主機(jī)適配器的協(xié)商，決定總線電壓及充電電流；以及充電器檢測(cè)器，檢測(cè)到USB端口連接了遵循BC(Battery Charging)標(biāo)準(zhǔn)的主機(jī)適配器，基于USB端口的電氣狀態(tài)判定主機(jī)適配器的種類(lèi)。充電電路被構(gòu)成為能基于主機(jī)適配器遵循的標(biāo)準(zhǔn)及支持的配置文件來(lái)切換升壓充電器和降壓充電器。

根據(jù)該方案，在能從主機(jī)適配器供給比充電電池的滿充電壓高的總線電壓的狀況下，利用降壓充電器，在僅供給比充電電池的滿充電壓低的總線電壓的狀況下，利用升壓充電器，由此，在PD標(biāo)準(zhǔn)和BC標(biāo)準(zhǔn)混合存在的環(huán)境下也能對(duì)多單元的充電電池進(jìn)行充電。

可以在(i)連接了遵循BC標(biāo)準(zhǔn)的主機(jī)適配器時(shí)，或者(ii)連接了遵循PD標(biāo)準(zhǔn)的主機(jī)適配器、且該主機(jī)適配器不支持不升壓就能對(duì)多單元的充電電池進(jìn)行充電的總線電壓的配置文件時(shí)，升壓充電器被選擇。

由此，能根據(jù)總線電壓選擇適當(dāng)?shù)某潆娖鳌?/p>

一個(gè)方案的充電電路可以在升壓充電器的輸出端子與充電電池之間還具有與主充電路徑并聯(lián)而設(shè)的涓流充電路徑。

可以在充電電池的過(guò)放電狀態(tài)或電量耗盡(dead battery)狀態(tài)下，升壓充電器成為使能狀態(tài)。充電電路可以通過(guò)介由涓流充電路徑的涓流充電，使充電電池從過(guò)放電狀態(tài)或電量耗盡狀態(tài)恢復(fù)。

涓流充電路徑可以在升壓充電器的輸出端子與充電電池的端子之間包含被串聯(lián)設(shè)置的二極管及電阻。

充電電路可以還包括被設(shè)置在主充電路徑上、在介由涓流充電路徑的充電過(guò)程中成為截止的開(kāi)關(guān)。

充電電路可以還包括被設(shè)置在升壓充電器的輸出端子與主充電路徑之間的第2二極管。由此，能防止從電池向升壓充電器的電流逆流。

本發(fā)明的另一方案涉及電子設(shè)備。電子設(shè)備可以包括多單元的充電電池、對(duì)充電電池進(jìn)行充電的上述任一項(xiàng)的充電電路。

另外，將以上構(gòu)成要素的任意組合、本發(fā)明的構(gòu)成要素及表現(xiàn)方式在方法、裝置、系統(tǒng)等之間相互置換的方案，作為本發(fā)明的方案也是有效的。

[發(fā)明效果]

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方案，在主機(jī)適配器遵循BC標(biāo)準(zhǔn)及PD標(biāo)準(zhǔn)的任一者的狀況下都能對(duì)多單元的充電電池進(jìn)行充電。

附圖說(shuō)明

圖1是表示具備實(shí)施方式的充電電路的電子設(shè)備的整體的框圖。

圖2是表示圖1的充電電路的構(gòu)成的框圖。

圖3是表示USB充電器檢測(cè)器的構(gòu)成例的電路圖。

圖4是表示升壓充電器的構(gòu)成例的電路圖。

圖5是表示降壓充電器的構(gòu)成例的電路圖。

圖6是圖2的充電電路的流程圖。

圖7是第1變形例的電子設(shè)備的框圖。

具體實(shí)施方式

以下基于優(yōu)選實(shí)施方式，參照附圖說(shuō)明本發(fā)明。對(duì)各附圖所示的相同或等同的構(gòu)成要素、部件、處理標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記，并適當(dāng)省略重復(fù)的說(shuō)明。此外，實(shí)施方式僅是例示，并非限定發(fā)明，并非實(shí)施方式所記述的全部特征及其組合都是發(fā)明的本質(zhì)部分。

在本說(shuō)明書(shū)中，所謂“部件A與部件B連接的狀態(tài)”，包括部件A與部件B物理地直接連接的情況、以及部件A與部件B介由不對(duì)其電氣連接狀態(tài)產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性影響的、或者不損害其結(jié)合所產(chǎn)生的功能和效果的其它部件間接連接的情況。

同樣地，所謂“部件C被設(shè)置在部件A與部件B之間的狀態(tài)”，除部件A與部件C、或者部件B與部件C直接連接的情況外，還包括介由不對(duì)其電氣連接狀態(tài)產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性影響的、或者不損害其結(jié)合所產(chǎn)生的功能和效果的其它部件間接連接的情況。

圖1是表示具備實(shí)施方式的充電電路100的電子設(shè)備1整體的框圖。電子設(shè)備1例如是便攜式電話終端、平板終端、筆記本型PC(Personal Computer：個(gè)人電腦)、數(shù)字照相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)等電池驅(qū)動(dòng)型的信息終端設(shè)備。電子設(shè)備1具有充電電池2、微型計(jì)算機(jī)4、系統(tǒng)電源6、USB收發(fā)器(USBPHY)8及充電電路100。

充電電池2是鋰離子電池或鎳氫電池等充電電池，輸出電池電壓VBAT。充電電池2是多單元(2單元以上)的，電池電壓VBAT在滿充狀態(tài)下為9V左右。以下，將滿充時(shí)的電池電壓記作VBAT_FULL。USB(Universal Serial Bus)主機(jī)適配器102介由USB纜線104可裝卸于電子設(shè)備1的USB端口P1。

更具體來(lái)說(shuō)，USB端口P1的VBUS端子被供給來(lái)自主機(jī)適配器102的直流電壓(也稱(chēng)作總線電壓、總線電源)VBUS。DP端子、DM端子與USB纜線的數(shù)據(jù)線D+、D-連接。ID端子在本實(shí)施方式中不被使用。GND端子與GND線連接。

另外，電子設(shè)備1的適配器端口P2能介由AC適配器106而輸入DC電壓VDC。DC電壓VDC的額定值是比滿充電壓VBAT_FULL高的電壓、例如12V。

充電電路100接受總線電壓VBUS或者DC電壓VDC，利用任意一者對(duì)充電電池2充電。

微型計(jì)算機(jī)4是控制電子設(shè)備1整體的主處理器。在為無(wú)線通信終端的情況下，基帶處理器、應(yīng)用處理器相當(dāng)于微型計(jì)算機(jī)4。

系統(tǒng)電源6使電池電壓Vbat升壓或降壓，生成針對(duì)電子設(shè)備1的各功能塊的多個(gè)電源電壓。微型計(jì)算機(jī)4被供給由系統(tǒng)電源6生成的電源電壓VDD。

啟動(dòng)管理IC7在電子設(shè)備1關(guān)機(jī)的狀態(tài)下檢測(cè)到成為啟動(dòng)的觸發(fā)的事件時(shí)，按照預(yù)定的程序使系統(tǒng)電源6生成給各功能塊的電源電壓VDD，并使微型計(jì)算機(jī)4執(zhí)行預(yù)定的處理。

USB收發(fā)器8與主機(jī)適配器102之間介由信號(hào)線D+、D-進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)信。

以上是電子設(shè)備1的構(gòu)成的概要。接下來(lái)說(shuō)明實(shí)施方式的充電電路100的構(gòu)成。

圖2是表示圖1的充電電路100的構(gòu)成的框圖。充電電路100除USB端口P1、適配器端口P2外還具備降壓充電器10、升壓充電器12、PD控制器20、USB充電器檢測(cè)器22、UVLO電路30、OVP電路32。

VBUS端子、DP端子、DM端子與圖1的USB端口P1連接。VBUS端子被輸入總線電壓VBUS，DP端子、DM端子與數(shù)據(jù)線D+、D-連接。

降壓充電器10被構(gòu)成為能接受總線電壓VBUS，并介由主充電路徑14對(duì)充電電池2進(jìn)行充電。降壓充電器10可以是使用了線性電源的線性充電器，也可以是使用了降壓型的開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器的開(kāi)關(guān)充電器。

升壓充電器12接受總線電壓VBUS，并介由主充電路徑14對(duì)充電電池2進(jìn)行充電。升壓充電器12是采用了升壓型的開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器的開(kāi)關(guān)充電器。優(yōu)選在主充電路徑14與升壓充電器12之間插入防止逆流用的第2二極管D2。

降壓充電器10、升壓充電器12分別能切換恒流充電(CC：Constant Current)模式和恒壓充電(CV：Constant Voltage)模式，根據(jù)充電電池2的狀態(tài)選擇模式。

PD控制器20判斷USB端口P1上是否連接了遵循PD(Power Delivery)標(biāo)準(zhǔn)的主機(jī)適配器(以下記作102a)。并且，PD控制器20通過(guò)利用了數(shù)據(jù)線D+、D-的與主機(jī)適配器102a的協(xié)商，決定總線電壓VBUS及總線電流IBUS。

在PD標(biāo)準(zhǔn)下，充電電路100及主機(jī)適配器102分別支持至少一個(gè)配置文件。以下例示配置文件。

PROFILE1：5V@2A

PROFILE2：5V@2A，12V@1.5A

PROFILE3：5V@2A，12V@3A

PROFILE4：5V@2A，12V@3A，20V@3A

PROFILE5：5V@2A，12V@5A，20V@5A

在支持任一種配置文件的情況下，都保證最低限VBUS＝5V、IBUS＝2A。PD控制器20通過(guò)與主機(jī)適配器102a的協(xié)商來(lái)判定充電電路100和主機(jī)適配器102雙方都支持的總線電壓VBUS及總線電流IBUS的組合。

另外，USB充電器檢測(cè)器22判斷USB端口P1上是否連接了遵循BC(Battery Charging)標(biāo)準(zhǔn)的主機(jī)適配器(以下記作102b)，并且基于USB端口P1的電氣狀態(tài)判定主機(jī)適配器102b的種類(lèi)。

更具體來(lái)說(shuō)，USB充電器檢測(cè)器22在USB端口P1上連接了主機(jī)適配器102時(shí)，基于USB端口P1的數(shù)據(jù)線D+、D-的電氣狀態(tài)判定主機(jī)適配器102的種類(lèi)(SDP、DCP、CDP的任一者)，決定升壓充電器12的充電電流的上限值。

PD控制器20及USB充電器檢測(cè)器22所生成的數(shù)據(jù)被寫(xiě)入未圖示的寄存器、或者被通知給升壓充電器12、降壓充電器10。USB充電器檢測(cè)器22將表示所決定的充電電流上限的設(shè)定數(shù)據(jù)ISET1通知給升壓充電器12。同樣地，PD控制器20將表示所決定的充電電流上限的設(shè)定數(shù)據(jù)ISET2通知給降壓充電器10。

UVLO電路30判定總線電壓VBUS是否在充電電路100可進(jìn)行動(dòng)作的閾值電壓VUVLO以上。晶體管M12的漏極與狀態(tài)端子USBOK連接，其柵極被輸入與UVLO電路30的判定結(jié)果相應(yīng)的電壓。USBOK端子在總線電壓VBUS正常時(shí)為低電平、在過(guò)壓狀態(tài)或低電壓狀態(tài)下為高阻狀態(tài)。被設(shè)置在充電電路100外部的微型計(jì)算機(jī)4能通過(guò)參照狀態(tài)端子USBOK的狀態(tài)判定直流電壓VUSB是否被提供給了電子設(shè)備1。

OVP(Over Voltage Protection：過(guò)壓保護(hù))電路32判定總線電壓VBUS是否在預(yù)定的閾值電壓VOVP以下。在VBUS＞VOVP時(shí)進(jìn)行過(guò)壓保護(hù)，晶體管M13截止。

另外，通過(guò)PD控制器20、USB充電器檢測(cè)器22的任意一者、或者其它未圖示的檢測(cè)器，監(jiān)視有無(wú)對(duì)AC端子供給DC電壓VDC。

充電電路100被構(gòu)成為能基于主機(jī)適配器102遵循的標(biāo)準(zhǔn)(即是PD標(biāo)準(zhǔn)、還是BC標(biāo)準(zhǔn))及支持的配置文件切換升壓充電器12和降壓充電器10。

具體來(lái)說(shuō)，(i)在連接了遵循BC標(biāo)準(zhǔn)的主機(jī)適配器102a時(shí)，或者(ii)連接了遵循PD標(biāo)準(zhǔn)的主機(jī)適配器102b、且該主機(jī)適配器102b不支持能不升壓地對(duì)多單元的充電電池2進(jìn)行充電的總線電壓VBUS(在本實(shí)施方式中為9V以上)的配置文件時(shí)，選擇升壓充電器12。

另一方面，在這以外的情況下，即(iii)連接了遵循PD標(biāo)準(zhǔn)的主機(jī)適配器102b、且該主機(jī)適配器102b支持能不升壓地對(duì)多單元的充電電池2進(jìn)行充電的總線電壓VBUS(在本實(shí)施方式中為9V以上)的配置文件時(shí)，選擇降壓充電器10。

以下說(shuō)明降壓充電器10和升壓充電器12的切換控制的一例。將降壓充電器10被選擇的狀態(tài)記作降壓充電狀態(tài)將升壓充電器12被選擇的狀態(tài)記作升壓充電狀態(tài)

1.降壓充電狀態(tài)

在連接降壓充電器10的輸入端子與VBUS端子的路徑上設(shè)置第1開(kāi)關(guān)SW1，在連接降壓充電器10的輸入端子與AC端子的路徑上設(shè)置第2開(kāi)關(guān)SW2。

PD控制器20在AC端子被供給來(lái)自AC適配器106的DC電壓VDC時(shí)，使第2開(kāi)關(guān)SW2導(dǎo)通、使第1開(kāi)關(guān)SW1截止。此時(shí)，利用來(lái)自AC適配器106的DC電壓VDC對(duì)充電電池2充電。

另外，PD控制器20在AC端子沒(méi)有被供給來(lái)自AC適配器106的DC電壓VDC、VBUS端子被供給來(lái)自主機(jī)適配器102的總線電壓VBUS、且總線電壓VBUS比滿充電壓VBAT_FULL高時(shí)，使第1開(kāi)關(guān)SW1導(dǎo)通、使第2開(kāi)關(guān)SW2截止。此時(shí)，利用來(lái)自主機(jī)適配器102的總線電壓VBUS對(duì)充電電池2充電。

降壓充電器10設(shè)有使能端子EN。電阻R1、R2將總線電壓VBUS分壓，提供到降壓充電器10的使能端子EN。降壓充電器10在使能端子EN的電壓高于預(yù)定的閾值時(shí)成為使能(可進(jìn)行動(dòng)作)狀態(tài)。

2.升壓充電狀態(tài)

第1開(kāi)關(guān)SW1、第2開(kāi)關(guān)SW2都截止時(shí)，升壓充電器12利用總線電壓VBUS對(duì)充電電池2充電。

升壓充電器12也設(shè)有使能端子EN。升壓充電器12的使能端子EN被介由OR門(mén)13輸入來(lái)自PD控制器20的控制信號(hào)S1和來(lái)自降壓充電器10的控制信號(hào)S2。

PD控制器20在主機(jī)適配器102遵循PD標(biāo)準(zhǔn)、但僅支持VBUS＝5V時(shí)，使控制信號(hào)S1成為有效(例如高電平)。

另外，降壓充電器10在其自身不能對(duì)充電電池2進(jìn)行充電時(shí)，使控制信號(hào)S2成為有效。所謂降壓充電器10不能對(duì)充電電池2進(jìn)行充電的狀態(tài)，設(shè)想是總線電壓VBUS低于滿充電壓VBAT_FULL的狀態(tài)、降壓充電器10自身發(fā)生了故障或不良的狀態(tài)等。升壓充電器12在控制信號(hào)S1、S2的至少一者被置于有效時(shí)，成為使能狀態(tài)。

充電電路100在升壓充電器12的輸出端子與充電電池2之間還包括與主充電路徑14并聯(lián)而設(shè)的涓流充電路徑16。涓流充電路徑16例如包括串聯(lián)連接的電阻R3及防止逆流用的第1二極管D1。

充電電路100在充電電池2的過(guò)放電狀態(tài)或電量耗盡狀態(tài)下，升壓充電器12成為使能狀態(tài)，能進(jìn)行介由涓流充電路徑16的涓流充電。由此，充電電池2能夠從過(guò)放電狀態(tài)、電量耗盡狀態(tài)恢復(fù)。

主充電路徑14包含開(kāi)關(guān)SW3。開(kāi)關(guān)SW3在介由涓流充電路徑16進(jìn)行的充電過(guò)程中為截止，在介由主充電路徑14進(jìn)行的充電過(guò)程中為導(dǎo)通。例如開(kāi)關(guān)SW3是根據(jù)降壓充電器10所生成的控制信號(hào)S3而被控制的。

圖3是表示USB充電器檢測(cè)器22的構(gòu)成例的電路圖。USB充電器檢測(cè)器22包含開(kāi)關(guān)SW11、SW12、檢測(cè)電路40、定時(shí)(timing)控制部42、接口電路44。

開(kāi)關(guān)SW11、SW12用于切換使USB端口P1側(cè)的D+端子、D-端子連接于檢測(cè)電路40的第1狀態(tài)、和使其與USB收發(fā)器8連接的第2狀態(tài)?；赨SB充電器檢測(cè)器22，開(kāi)關(guān)SW11、SW12在判定主機(jī)適配器102的種類(lèi)時(shí)成為第1狀態(tài)，在判定結(jié)束時(shí)成為第2狀態(tài)。在第2狀態(tài)下，檢測(cè)電路40被從USB收發(fā)器8切離。

檢測(cè)電路40在第1狀態(tài)下經(jīng)由USB端口P1與主機(jī)適配器102連接，檢測(cè)遵循BC1.2標(biāo)準(zhǔn)的主機(jī)適配器102，判定其種類(lèi)(DCP、CDP、SDP)。定時(shí)控制部42包括被設(shè)計(jì)成滿足BC1.2標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)程序的方式的定序器、存儲(chǔ)判定結(jié)果的存儲(chǔ)器、決定設(shè)定數(shù)據(jù)ISET1的值的邏輯電路等。接口電路44是將所決定的設(shè)定數(shù)據(jù)ISET1通知給升壓充電器12的接口。

圖4是表示升壓充電器12的構(gòu)成例的電路圖。升壓充電器12具有控制器集成電路(IC)50、以及外裝的電感器L11、二極管D11、晶體管M11、電容器C11、C12。

電感器L11被連接在控制器IC50的SW1端子、SW2端子之間。系統(tǒng)(SYSTEM)端子上連接電容器C11。二極管D11被設(shè)置在電感器L11與SYSTEM端子之間。電容器C12與BATTERY+端子連接。晶體管M11被設(shè)置在SYSTEM端子與BATTERY+端子之間，對(duì)應(yīng)于圖2的主充電路徑14的開(kāi)關(guān)SW3。晶體管M11被后述的降壓充電器10的控制IC70控制。

SYSTEM端子的電壓被輸入到控制器IC50的VFB(反饋)端子。晶體管M13被設(shè)置在PGND端子與VFB端子之間。晶體管控制器IC50以VBUS端子所被供給的總線電壓為電源進(jìn)行動(dòng)作。電平移位器56使總線電壓VBUS電平移位。VBUSLIM(VBUS電流制限)端子被介由電阻R11輸入總線電壓VBUS。OCP(過(guò)電流保護(hù))電路58基于電阻R11所產(chǎn)生的電壓降VR11檢測(cè)過(guò)電流狀態(tài)。穩(wěn)壓器62接受電壓VBUSLIM，使其穩(wěn)定在預(yù)定的電壓電平。穩(wěn)定后的電壓被作為電源提供給控制器IC50內(nèi)的各電路功能塊。

SW1端子相當(dāng)于升壓DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸入。輸入開(kāi)關(guān)SW21、SW22被設(shè)置在VBUSLIM端子與SW1端子之間，被負(fù)載開(kāi)關(guān)60控制。輸入開(kāi)關(guān)SW21、SW22在升壓充電器12進(jìn)行動(dòng)作的過(guò)程中為導(dǎo)通，在其非動(dòng)作過(guò)程中、或者在過(guò)電流保護(hù)時(shí)成為截止。

開(kāi)關(guān)晶體管M12是降壓DC/DC轉(zhuǎn)換器的開(kāi)關(guān)元件。振蕩器52生成時(shí)鐘信號(hào)CK?？刂破鱅C50與時(shí)鐘信號(hào)CK同步地控制開(kāi)關(guān)晶體管M12。

基準(zhǔn)電壓控制電路54生成與來(lái)自USB充電器檢測(cè)器22的設(shè)定數(shù)據(jù)ISET1相應(yīng)的基準(zhǔn)電壓VREF。比較器66接受反饋電壓VFB，判定電壓電平。充電控制器64生成被脈沖調(diào)制了的信號(hào)SPWM1，使得以基準(zhǔn)電壓VREF所示的電流量為上限進(jìn)行充電電池2的充電。驅(qū)動(dòng)器級(jí)68根據(jù)脈沖信號(hào)SPWM1使開(kāi)關(guān)晶體管M12開(kāi)關(guān)。例如基準(zhǔn)電壓控制電路54可以能夠切換恒定功率(CP：Constant Power)模式和恒壓(CV：Constant Voltage)模式?；蛘撸鶞?zhǔn)電壓控制電路54可以支持恒流(CC：Constant Current)模式。

以上是升壓充電器12的構(gòu)成例。作為控制器IC50，可以采用羅姆公司市售的BD8668##(##表示派生編號(hào))等。

圖5是表示降壓充電器10的構(gòu)成例的電路圖。控制器IC70及外裝的電感器L21、開(kāi)關(guān)晶體管M21、同步整流晶體管M22、電容器C11構(gòu)成降壓型的DC/DC轉(zhuǎn)換器。電容器C11、C12、晶體管M11被與圖4的升壓充電器12共用。

充電泵76使充電電池2的電壓升壓。AC檢測(cè)控制電路78基于ACPWR端子的電壓和EN(ACDET)端子的電壓，判定有無(wú)AC適配器106。接口電路80從ACOK端子輸出表示判定結(jié)果的控制信號(hào)S3。穩(wěn)壓器82在EN端子為高電平時(shí)成為有效，使ACPWER端子的電壓穩(wěn)定。穩(wěn)定后的電壓被作為電源提供給驅(qū)動(dòng)器級(jí)86等。

電阻R22被設(shè)置在對(duì)充電電池2的充電路徑上。電阻R22的兩端與控制器IC70的電池電流檢測(cè)端子(SRP/SRN)連接。電池輸入電流檢測(cè)電路72基于電阻R22的電壓降檢測(cè)對(duì)充電電池2的輸入電流、即充電電流。

電阻R21被設(shè)置在從AC端子流入降壓DC/DC轉(zhuǎn)換器的電流的路徑上。電阻R21的兩端與控制器IC70的AC輸入電流檢測(cè)端子(ACP/ACN)連接。AC輸入電流檢測(cè)電路74基于電阻R21的電壓降檢測(cè)輸入電流。

驅(qū)動(dòng)器控制電路84基于電池輸入電流檢測(cè)電路72及AC輸入電流檢測(cè)電路74的檢測(cè)結(jié)果生成被脈沖調(diào)制了的信號(hào)SPWM2。驅(qū)動(dòng)器級(jí)86根據(jù)脈沖信號(hào)SPWM2使晶體管M21、M22開(kāi)關(guān)。

以上是降壓充電器10的構(gòu)成例。作為控制器IC70，可以采用羅姆公司市售的BD99950##等。

以上是充電電路100的構(gòu)成。接下來(lái)說(shuō)明其動(dòng)作。

圖6是圖2的充電電路100的流程圖。

首先判定有無(wú)AC適配器106(S100)，若檢測(cè)到AC適配器106(S100的Y)，則開(kāi)始降壓充電器10所進(jìn)行的充電(S108)。

在未檢測(cè)到AC適配器106時(shí)(S100的N)，判定有無(wú)USB主機(jī)適配器102(S102)。在未檢測(cè)到主機(jī)適配器102時(shí)，返回處理S100(S102的N)，繼續(xù)進(jìn)行主機(jī)適配器102、AC適配器106的檢測(cè)處理(S100、S102)。

若檢測(cè)到主機(jī)適配器102(S102的Y)，則判定是否遵循PD標(biāo)準(zhǔn)(S104)。然后，若主機(jī)適配器102不遵循PD標(biāo)準(zhǔn)(S104的N)，換言之遵循BC標(biāo)準(zhǔn)，則開(kāi)始升壓充電器12所進(jìn)行的充電(S110)。

若主機(jī)適配器102遵循PD標(biāo)準(zhǔn)(S104的Y)，則進(jìn)行配置文件判定(S106)。然后，若主機(jī)適配器102支持滿充電壓VBAT_FULL(＝9V)以上的配置文件(S106的Y)，則開(kāi)始降壓充電器10所進(jìn)行的充電(S108)。若主機(jī)適配器102不支持滿充電壓VBAT_FULL(＝9V)以上的配置文件(S106的N)，則開(kāi)始升壓充電器12所進(jìn)行的充電(S110)。

以上是充電電路100的動(dòng)作。

該充電電路100在能從主機(jī)適配器102供給比充電電池2的滿充電壓VBAT_FULL高的總線電壓VBUS的狀況下，利用降壓充電器10，在僅能供給比充電電池2的滿充電壓VBAT_FULL低的總線電壓VBUS的狀況下，利用升壓充電器12。由此，在PD標(biāo)準(zhǔn)和BC標(biāo)準(zhǔn)混合存在的環(huán)境下，能夠?qū)Χ鄦卧某潆婋姵?進(jìn)行充電。更詳細(xì)來(lái)說(shuō)，在可進(jìn)行基于PD標(biāo)準(zhǔn)的高速充電的情況下，能短時(shí)間地對(duì)充電電池2進(jìn)行充電。另外，若主機(jī)適配器102不遵循PD標(biāo)準(zhǔn)，或者即使遵循也僅供給VBUS＝5V的情況下，能夠利用升壓充電器12對(duì)充電電池2可靠地充電。

本發(fā)明人針對(duì)如下電路也進(jìn)行了研究：該電路中取代升壓充電器12而設(shè)置不具有充電功能的一般的升壓DC/DC轉(zhuǎn)換器，將升壓DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出和總線電壓VBUS選擇性地提供給降壓充電器10的輸入端子(以下稱(chēng)作比較技術(shù))。然而，在比較技術(shù)中，在被供給了5V的總線電壓VBUS時(shí)，在升壓充電器12和降壓充電器10兩者都發(fā)生功率損耗。與此不同，根據(jù)實(shí)施方式的充電電路100，通過(guò)設(shè)置具有充電功能的升壓充電器12，能減少功率損耗。

另外，通過(guò)設(shè)置涓流充電路徑16，并在電量耗盡狀態(tài)或者過(guò)放電狀態(tài)下進(jìn)行從升壓充電器12經(jīng)由涓流充電路徑16的涓流充電，能使充電電池2恢復(fù)。

以上基于實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解該實(shí)施方式僅是例示，其各構(gòu)成要素和各處理步驟的組合可以有各種各樣的變形例，并且這樣的變形例也包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。以下說(shuō)明這樣的變形例。

(第1變形例)

圖7是第1變形例的電子設(shè)備的框圖。電子設(shè)備1a的適配器端口P2被供給無(wú)線供電所產(chǎn)生的直流電壓VDC。具體來(lái)說(shuō)，適配器端口P2上連接接收線圈110、整流電路112、無(wú)線供電控制IC114。接收線圈110接受來(lái)自未圖示的發(fā)送線圈的無(wú)線功率信號(hào)。整流電路112根據(jù)無(wú)線功率信號(hào)對(duì)接收線圈110感應(yīng)的電流進(jìn)行整流、平滑化。整流電路112包含二極管電橋電路及平滑電容器?；蛘撸麟娐?12包含同步整流電路(H電橋電路)及平滑電容器。無(wú)線供電控制IC114接受來(lái)自整流電路112的直流電壓，生成被穩(wěn)定為預(yù)定的電壓電平的直流電壓VDC提供到適配器端口P2。另外，二極管電橋電路或者同步整流電路也可以被集成于無(wú)線供電控制IC114。無(wú)線供電可以遵循WPC(WirelessPower Consortium：無(wú)線充電聯(lián)盟)制定的Qi標(biāo)準(zhǔn)?；蛘呖梢宰裱璓MA(Power Matters Alliance：電源事物聯(lián)盟)制定的標(biāo)準(zhǔn)。

(第2變形例)

或者，適配器端口P2并非必要，也可以省略。

(第3變形例)

另外，圖1的電子設(shè)備1是以將USB用于數(shù)據(jù)傳輸為前提的，但本發(fā)明并不限定于此，也可以將USB僅用于充電。此時(shí)也可以省略USB收發(fā)器8。

(第4變形例)

在實(shí)施方式中，說(shuō)明了充電電路100被內(nèi)置于電子設(shè)備的情況，但本發(fā)明并不限定于此。例如充電電路100也可以被安裝在與內(nèi)置充電電池2的電子設(shè)備1不同的殼體中所封裝的USB充電器中。

基于實(shí)施方式用具體的語(yǔ)句說(shuō)明了本發(fā)明，但實(shí)施方式僅是表示本發(fā)明的原理、應(yīng)用，在不脫離權(quán)利要求書(shū)規(guī)定的本發(fā)明思想的范圍內(nèi)，實(shí)施方式可以有多種變形例或配置的變更。

[附圖標(biāo)記說(shuō)明]

1...電子設(shè)備、2...充電電池、4...微型計(jì)算機(jī)、6...系統(tǒng)電源、7...啟動(dòng)管理IC、8...USB收發(fā)器、100...充電電路、102...主機(jī)適配器、104...USB纜線、106...AC適配器、P1...USB端口、P2...適配器端口、10...降壓充電器、12...升壓充電器、14...主充電路徑、16...涓流充電路徑、20...PD控制器、22...USB充電器檢測(cè)器、30...UVLO電路、32...OVP電路、SW1...第1開(kāi)關(guān)、SW2...第2開(kāi)關(guān)。

[工業(yè)可利用性]

本發(fā)明能用于充電電池的充電技術(shù)。