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JP2001136671A - Secondary battery charge control circuit - Google Patents

Secondary battery charge control circuit

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Publication number
JP2001136671A
JP2001136671A JP31184499A JP31184499A JP2001136671A JP 2001136671 A JP2001136671 A JP 2001136671A JP 31184499 A JP31184499 A JP 31184499A JP 31184499 A JP31184499 A JP 31184499A JP 2001136671 A JP2001136671 A JP 2001136671A
Authority
JP
Japan
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circuit
voltage
field
output
effect transistor
Prior art date
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Granted
Application number
JP31184499A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3939474B2 (en
Inventor
Hideyuki Kihara
秀之 木原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP31184499A priority Critical patent/JP3939474B2/en
Publication of JP2001136671A publication Critical patent/JP2001136671A/en
Application granted granted Critical
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 二次電池の種類及び充電状態に応じて充電電
流及び充電時間を自由に設定できる二次電池充電制御回
路を実現する。 【解決手段】 二次電池3と直列に接続されレベルシフ
ト回路16の出力信号により導通と開放状態が制御され
るスイッチ回路2と、例えば三端子レギュレータからな
る基準電圧発生回路5と、基準電圧発生回路5の出力レ
ベルをハイ、接地電位をローレベルとするクロック信号
を発生するクロック信号発生回路6と、そのデューティ
係数を可変するデューティ係数可変端子4と、クロック
信号発生回路6から入力されるクロック信号の振幅をA
C/DCコンバータ1の出力電圧レベルと接地電位との
間の振幅に変換して出力するレベルシフト回路16と、
基準電圧発生回路5の出力が接地電位のときにレベルシ
フト回路16の出力レベルを固定するリセット回路17
とを備えている。
(57) [Problem] To realize a secondary battery charge control circuit capable of freely setting a charging current and a charging time according to a type and a charging state of a secondary battery. A switch circuit (2) connected in series with a secondary battery (3) and whose conduction and open state is controlled by an output signal of a level shift circuit (16), a reference voltage generation circuit (5) including, for example, a three-terminal regulator, and a reference voltage generation circuit (5) A clock signal generating circuit 6 for generating a clock signal for setting the output level of the circuit 5 to high and the ground potential to low level, a duty factor variable terminal 4 for varying the duty factor, and a clock input from the clock signal generating circuit 6 Signal amplitude is A
A level shift circuit 16 for converting the output voltage level of the C / DC converter 1 to an amplitude between the ground potential and the output, and
Reset circuit 17 for fixing the output level of level shift circuit 16 when the output of reference voltage generation circuit 5 is at the ground potential
And

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯機器やパーソ
ナルコンピュータ等に内蔵される電池パック内の二次電
池の充電時の制御を行う二次電池充電制御回路に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a secondary battery charge control circuit for controlling the charging of a secondary battery in a battery pack incorporated in a portable device, a personal computer, or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】図2は従来の二次電池充電制御回路のブ
ロック図である。図2において、アダプタ電源1bはA
C/DC(交流/直流)コンバータ2bおよび充電電流
制御回路3bで構成されており、電池パック5b内の二
次電池4bに対し充電を行う場合には、アダプタ電源1
bの充電電流制御回路3bより充電が行われる。
2. Description of the Related Art FIG. 2 is a block diagram of a conventional charge control circuit for a secondary battery. In FIG. 2, the adapter power supply 1b is A
It comprises a C / DC (AC / DC) converter 2b and a charging current control circuit 3b. When charging the secondary battery 4b in the battery pack 5b, the adapter power supply 1
The charging is performed by the charging current control circuit 3b of b.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記のように、携帯機
器やパーソナルコンピュータ等の電池パック5b内の二
次電池4bは、アダプタ電源1bに内蔵されている充電
電流制御回路3bを用いて充電が行われており、二次電
池4bの種類や充電電流及び充電時間が変化した場合、
アダプタ電源1b自体を変更する必要があるため、充電
条件の変更に応じた対応が困難であるという課題があっ
た。
As described above, the secondary battery 4b in the battery pack 5b of a portable device, a personal computer, or the like is charged using the charging current control circuit 3b built in the adapter power supply 1b. When the type, charging current and charging time of the secondary battery 4b change,
Since it is necessary to change the adapter power supply 1b itself, there is a problem that it is difficult to cope with a change in the charging condition.

【0004】本発明は上記従来の課題を解決するもので
あり、二次電池の種類及び充電状態に応じて充電電流及
び充電時間を自由に設定することができる二次電池充電
制御回路を提供することを目的とするものである。
The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and provides a secondary battery charge control circuit that can freely set a charging current and a charging time according to a type and a charging state of the secondary battery. The purpose is to do so.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の二次電池充電制御回路は、充電電圧が印加さ
れる二次電池と直列に接続されたスイッチ回路と、二次
電池の電圧が所定電圧以上のときは出力電圧として基準
電圧を発生し、所定電圧未満のときは出力電圧のレベル
を接地電位にする基準電圧発生回路と、基準電圧発生回
路の出力電圧のレベルと接地電位との間を振幅とするク
ロック信号を発生するクロック信号発生回路と、クロッ
ク信号発生回路から発生されるクロック信号のデューテ
ィ係数を可変するデューティ係数可変手段と、クロック
信号発生回路から入力されるクロック信号の振幅を充電
電圧のレベルと接地電位との間の振幅に変換して出力
し、その出力信号のレベルによりスイッチ回路の導通状
態と開放状態との制御を行うレベルシフト回路と、基準
電圧発生回路の出力電圧のレベルが接地電位のときにレ
ベルシフト回路の出力信号を固定するレベルシフト回路
出力固定手段とを備えている。
In order to achieve this object, a secondary battery charging control circuit according to the present invention comprises: a switch circuit connected in series with a secondary battery to which a charging voltage is applied; A reference voltage generation circuit that generates a reference voltage as an output voltage when the voltage is equal to or higher than a predetermined voltage, and sets a level of the output voltage to the ground potential when the voltage is lower than the predetermined voltage; A clock signal generation circuit for generating a clock signal having an amplitude between the clock signal generation circuit, duty factor variable means for varying the duty factor of the clock signal generated from the clock signal generation circuit, and a clock signal input from the clock signal generation circuit Is converted into an amplitude between the level of the charging voltage and the ground potential and output. The level of the output signal controls whether the switch circuit is in a conductive state or an open state. A level shift circuit which performs the level of the output voltage of the reference voltage generating circuit and a level shift circuit output fixing means for fixing the output signal of the level shift circuit when the ground potential.

【0006】また、レベルシフト回路は、ソースが接地
電位に接続された第1導電型チャネルの第1および第2
の電界効果トランジスタと、ソースが外部電圧のレベル
に接続された第2導電型チャネルの第3および第4の電
界効果トランジスタと、基準電圧発生回路の出力電圧を
電源電圧とする反転増幅器とを備え、第1の電界効果ト
ランジスタのゲートに反転増幅器の出力端子が接続さ
れ、第2の電界効果トランジスタのゲートに反転増幅器
の入力端子とクロック信号の入力端子とが接続され、第
1の電界効果トランジスタのドレインと第3の電界効果
トランジスタのドレインと第4の電界効果トランジスタ
のゲートとが接続され、第2の電界効果トランジスタの
ドレインと第3の電界効果トランジスタのゲートと第4
の電界効果トランジスタのドレインとが接続され、第1
または第2の電界効果トランジスタのドレインから出力
信号を取り出すようにして構成でき、レベルシフト回路
出力固定手段は、ソースが接地電位に接続された第1導
電型チャネルの第5および第6の電界効果トランジスタ
と、一端が外部電圧のレベルに接続された抵抗体とを備
え、第5の電界効果トランジスタのゲートに基準電圧発
生回路の出力電圧のレベルが接続され、第5の電界効果
トランジスタのドレインと抵抗体の他端と第6の電界効
果トランジスタのゲートとが接続され、第6の電界効果
トランジスタのドレインが第1または第2の電界効果ト
ランジスタのドレインと接続されることにより構成でき
る。
The level shift circuit has a first conductivity type channel having a source connected to the ground potential.
Field effect transistor, third and fourth field effect transistors of a second conductivity type channel whose sources are connected to the level of the external voltage, and an inverting amplifier using the output voltage of the reference voltage generating circuit as a power supply voltage. The output terminal of the inverting amplifier is connected to the gate of the first field effect transistor, the input terminal of the inverting amplifier and the input terminal of the clock signal are connected to the gate of the second field effect transistor, Is connected to the drain of the third field-effect transistor and the gate of the fourth field-effect transistor. The drain of the second field-effect transistor, the gate of the third field-effect transistor, and the fourth
Is connected to the drain of the field-effect transistor of
Alternatively, an output signal can be taken out from the drain of the second field effect transistor, and the level shift circuit output fixing means can be configured to include the fifth and sixth field effect transistors of the first conductivity type channel whose source is connected to the ground potential. A transistor having one end connected to an external voltage level; a gate of the fifth field-effect transistor connected to the output voltage level of the reference voltage generation circuit; The other end of the resistor is connected to the gate of the sixth field-effect transistor, and the drain of the sixth field-effect transistor is connected to the drain of the first or second field-effect transistor.

【0007】本発明の構成によれば、デューティ係数可
変手段によりクロック信号発生回路が発生するクロック
信号のデューティ係数を変化させることにより、二次電
池と直列に接続されるスイッチ回路の導通状態と開放状
態の時間的割合を変化させ、充電電流の単位時間当りの
平均値を変化させることができるため、二次電池の種類
及び充電状態に応じて充電電流及び充電時間を自由に設
定できるという作用を有する。
According to the configuration of the present invention, the duty factor of the clock signal generated by the clock signal generation circuit is changed by the duty factor variable means, thereby turning on and off the switch circuit connected in series with the secondary battery. Since the time ratio of the state can be changed and the average value of the charging current per unit time can be changed, the effect that the charging current and the charging time can be set freely according to the type of the secondary battery and the charging state. Have.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0009】図1は本発明の実施の形態における二次電
池充電制御回路を示すものである。本実施の形態では、
アダプタ電源18としては、外部から供給される交流電
圧を直流電圧に変換して出力するAC/DCコンバータ
1が内蔵されてあればよく、従来の充電電流制御回路3
b(図2参照)は不要である。また、電池パック19に
は、リチウムイオン二次電池3と、それと直列に接続さ
れたスイッチ回路2と、基準電圧発生回路5と、クロッ
ク信号発生回路6と、デューティ係数可変端子4(デュ
ーティ係数可変手段)と、レベルシフト回路16と、リ
セット回路17(レベルシフト回路出力固定手段)とが
備えられている。
FIG. 1 shows a secondary battery charging control circuit according to an embodiment of the present invention. In the present embodiment,
The adapter power supply 18 only needs to include the AC / DC converter 1 that converts an externally supplied AC voltage into a DC voltage and outputs the DC voltage.
b (see FIG. 2) is unnecessary. The battery pack 19 includes a lithium ion secondary battery 3, a switch circuit 2 connected in series with the lithium ion secondary battery 3, a reference voltage generation circuit 5, a clock signal generation circuit 6, and a duty factor variable terminal 4 (duty factor variable Means), a level shift circuit 16 and a reset circuit 17 (level shift circuit output fixing means).

【0010】基準電圧発生回路5は、例えば二次電池3
を電源とする三端子レギュレータで構成され、二次電池
3の電圧が所定電圧以上のときは出力電圧として基準電
圧を発生し、所定電圧未満のときは出力電圧のレベルが
接地電位になる。
The reference voltage generating circuit 5 includes, for example, the secondary battery 3
When the voltage of the secondary battery 3 is equal to or higher than a predetermined voltage, a reference voltage is generated as an output voltage. When the voltage is lower than the predetermined voltage, the level of the output voltage becomes the ground potential.

【0011】クロック信号発生回路6は、基準電圧発生
回路5の出力電位をハイレベルとし、接地電位をローレ
ベルとするクロック信号、すなわち基準電圧発生回路5
の出力電圧のレベルと接地電位との間を振幅とするクロ
ック信号を発生する。デューティ係数可変端子4は、そ
のクロック信号のデューティ係数を可変するためのもの
である。例えば、二次電池3の電圧を検出し(専用IC
またはそのような電圧検出回路ブロックにより)、その
電圧をマイコンへ送り、マイコンの分周回路によりデュ
ーティ係数を調整するようにしている。すなわち、デュ
ーティ係数可変端子4はマイコンの入力端子、クロック
信号発生回路6の出力はマイコンのPWM出力である。
The clock signal generation circuit 6 is a clock signal for setting the output potential of the reference voltage generation circuit 5 to a high level and setting the ground potential to a low level, that is, the reference voltage generation circuit 5
A clock signal having an amplitude between the level of the output voltage and the ground potential is generated. The duty factor variable terminal 4 is for varying the duty factor of the clock signal. For example, the voltage of the secondary battery 3 is detected (exclusive IC
Alternatively, the voltage is sent to the microcomputer, and the duty factor is adjusted by the dividing circuit of the microcomputer. That is, the duty coefficient variable terminal 4 is an input terminal of the microcomputer, and the output of the clock signal generation circuit 6 is a PWM output of the microcomputer.

【0012】レベルシフト回路16は、クロック信号発
生回路6から入力されるクロック信号の振幅を充電電圧
のレベルと接地電位との間の振幅に変換し、出力する。
その出力信号によりスイッチ回路2はオン(導通状態)
・オフ(開放状態)が制御される。
The level shift circuit 16 converts the amplitude of the clock signal input from the clock signal generation circuit 6 into an amplitude between the level of the charging voltage and the ground potential, and outputs it.
The switch circuit 2 is turned on (conduction state) by the output signal.
・ Off (open state) is controlled.

【0013】また、リセット回路17は、基準電圧発生
回路5の出力が接地電位のときにレベルシフト回路16
の出力信号(出力電位)を固定するための回路である。
すなわち、リセット回路17は、基準電圧発生回路5の
出力が接地電位のときにレベルシフト回路16の出力が
不定になるのを防止するために設けている。
The reset circuit 17 is connected to the level shift circuit 16 when the output of the reference voltage generation circuit 5 is at the ground potential.
Is a circuit for fixing the output signal (output potential).
That is, the reset circuit 17 is provided to prevent the output of the level shift circuit 16 from becoming unstable when the output of the reference voltage generation circuit 5 is at the ground potential.

【0014】図1は二次電池3を充電する際の構成であ
り、交流電源(図示せず)にアダプタ電源18を接続
し、アダプタ電源18に電池パック19を装着する。こ
れによリ、アダプタ電源18内部のAC/DCコンバー
タ1の出力電圧が、スイッチ回路2と二次電池3の両端
に印加される。なお、電池パック19を携帯機器等に使
用する際には、二次電池3の両端の電圧を取り出す端子
(図示せず)がその携帯機器等に接続されることにな
る。
FIG. 1 shows a configuration for charging the secondary battery 3. An adapter power supply 18 is connected to an AC power supply (not shown), and a battery pack 19 is mounted on the adapter power supply 18. As a result, the output voltage of the AC / DC converter 1 inside the adapter power supply 18 is applied to both ends of the switch circuit 2 and the secondary battery 3. When the battery pack 19 is used in a portable device or the like, a terminal (not shown) for extracting the voltage between both ends of the secondary battery 3 is connected to the portable device or the like.

【0015】本実施の形態における二次電池充電制御回
路は、二次電池3を除いた電池パック19内の構成要素
からなるものである。以下、レベルシフト回路16とリ
セット回路17の内部構成について詳しく説明する。な
お、請求項1,2に記載された充電電圧は、AC/DC
コンバータ1の出力電圧であり、請求項2に記載された
第1導電型チャネルはNチャネル(N−ch)、第2導
電型チャネルはPチャネル(P−ch)であり、第1の
電界効果トランジスタは高耐圧Nch−MOSトランジ
スタ10、第2の電界効果トランジスタは高耐圧Nch
−MOSトランジスタ11、第3の電界効果トランジス
タは高耐圧Pch−MOSトランジスタ12、第4の電
界効果トランジスタは高耐圧Pch−MOSトランジス
タ13、第5の電界効果トランジスタは高耐圧Nch−
MOSトランジスタ8、第6の電界効果トランジスタは
高耐圧Nch−MOSトランジスタ9、抵抗体は高耐圧
Pch−MOSトランジスタ7、反転増幅器は低電圧イ
ンバータ14である。
The secondary battery charging control circuit according to the present embodiment includes components in the battery pack 19 except for the secondary battery 3. Hereinafter, the internal configurations of the level shift circuit 16 and the reset circuit 17 will be described in detail. The charging voltage described in claims 1 and 2 is AC / DC
An output voltage of the converter 1, wherein the first conductivity type channel according to claim 2 is an N channel (N-ch), the second conductivity type channel is a P channel (P-ch), and a first field effect. The transistor is a high-breakdown-voltage Nch-MOS transistor 10, and the second field-effect transistor is a high-breakdown-voltage Nch-MOS transistor.
-The MOS transistor 11, the third field effect transistor is a high voltage Pch-MOS transistor 12, the fourth field effect transistor is a high voltage Pch-MOS transistor 13, and the fifth field effect transistor is a high voltage Nch-
The MOS transistor 8 and the sixth field effect transistor are a high voltage Nch-MOS transistor 9, the resistor is a high voltage Pch-MOS transistor 7, and the inverting amplifier is a low voltage inverter 14.

【0016】レベルシフト回路16は、高耐圧Nch−
MOSトランジスタ10,11と、高耐圧Pch−MO
Sトランジスタ12,13と、基準電圧発生回路5の出
力を電源とする低電圧インバータ14と、高電圧インバ
ータ15とにより構成されている。デューティ係数可変
端子4によりデューティ係数が調整されたクロック信号
発生回路6のクロック信号がレベルシフト回路16の入
力端子16Pに入力され、そのクロック信号のハイレベ
ル,ローレベルに応じてハイレベル,ローレベルの信号
を出力し、かつその出力する信号のハイレベルをAC/
DCコンバータ1の出力電圧レベルとし、ローレベルを
接地電位として出力する。このレベルシフト回路16の
出力信号のハイとローのレベルに応じてスイッチ回路2
の導通状態と解放状態が制御される。
The level shift circuit 16 has a high breakdown voltage Nch-
MOS transistors 10 and 11 and high voltage Pch-MO
It comprises S transistors 12 and 13, a low voltage inverter 14 using the output of the reference voltage generation circuit 5 as a power supply, and a high voltage inverter 15. The clock signal of the clock signal generation circuit 6 whose duty factor has been adjusted by the duty factor variable terminal 4 is input to the input terminal 16P of the level shift circuit 16, and the high level and the low level are determined according to the high level and the low level of the clock signal. And outputs the high level of the output signal to AC /
An output voltage level of the DC converter 1 is output, and a low level is output as a ground potential. The switch circuit 2 according to the high and low levels of the output signal of the level shift circuit 16
The conduction state and the release state are controlled.

【0017】リセット回路17は、ゲートが基準電圧発
生回路5の出力に接続されソースが接地された高耐圧N
ch−MOSトランジスタ8と、ゲートが接地され高耐
圧Nch−MOSトランジスタ8のドレインとAC/D
Cコンバータ1の一方の出力との間に接続され高抵抗体
として用いている高耐圧Pch−MOSトランジスタ7
と、高耐圧Nch−MOSトランジスタ8のドレインに
ゲートが接続されソースが接地された高耐圧Nch−M
OSトランジスタ9とにより構成されている。そして、
高耐圧Nch−MOSトランジスタ9のドレインは、レ
ベルシフト回路16の高耐圧Nch−MOSトランジス
タ11のドレインに接続されている。ここで、高耐圧P
ch−MOSトランジスタ7は抵抗体として用いられて
いるが、、高耐圧Pch−MOSトランジスタ7の代わ
りに拡散抵抗を用いることもできる。
The reset circuit 17 has a high withstand voltage N whose gate is connected to the output of the reference voltage generating circuit 5 and whose source is grounded.
a channel-MOS transistor 8, a gate of which is grounded, and a drain of the high-voltage Nch-MOS transistor 8 and AC / D
High breakdown voltage Pch-MOS transistor 7 connected between one output of C converter 1 and used as a high resistance element
And a high voltage Nch-M transistor having a gate connected to the drain of the high voltage Nch-MOS transistor 8 and a source grounded.
An OS transistor 9 is provided. And
The drain of the high breakdown voltage Nch-MOS transistor 9 is connected to the drain of the high breakdown voltage Nch-MOS transistor 11 of the level shift circuit 16. Here, high withstand voltage P
Although the ch-MOS transistor 7 is used as a resistor, a diffusion resistor can be used instead of the high-breakdown-voltage Pch-MOS transistor 7.

【0018】以上のように構成された二次電池充電制御
回路について、その動作について説明する。なお、スイ
ッチ回路2はPch−MOSトランジスタで構成されて
いるものとする。ここで、例えば、二次電池3は最終的
に17.2Vに充電され、基準電圧発生回路3は二次電
池3の電圧が8V以上のとき(8V〜17.2Vのと
き)には5Vの基準電圧を発生し、二次電池3の電圧が
8V未満のとき(0V〜8V未満のとき)には0V(接
地電位)で一定の出力とする。そして、図1の構成は、
二次電池3の電圧が8V以上のときに二次電池3の急速
・パルス充電の制御を行うものであり、二次電池3の電
圧が8V未満のときは図示しない別の手段(後述)の制
御により充電が行われる。
The operation of the secondary battery charging control circuit configured as described above will be described. It is assumed that the switch circuit 2 is configured by a Pch-MOS transistor. Here, for example, the secondary battery 3 is finally charged to 17.2 V, and the reference voltage generating circuit 3 supplies 5 V when the voltage of the secondary battery 3 is 8 V or more (8 V to 17.2 V). A reference voltage is generated, and when the voltage of the secondary battery 3 is less than 8 V (when it is less than 0 V to less than 8 V), the output is made constant at 0 V (ground potential). And the configuration of FIG.
When the voltage of the secondary battery 3 is 8 V or more, the control of the rapid / pulse charging of the secondary battery 3 is performed. When the voltage of the secondary battery 3 is less than 8 V, another means (not shown) (not shown) is used. Charging is performed by control.

【0019】まず、例えば、デューティ係数可変端子4
を調整し、クロック信号発生回路6からデューティ係数
が50%になるようにクロック信号を発生させる。この
とき発生するクロック信号の振幅レベルは、ローレベル
が接地電位でハイレベルが基準電圧発生回路5の電位
(以下VCCとする)であり、VCCは5Vに設定され
ている。このクロック信号はレベルシフト回路16の入
力端子16Pに印加され、クロック信号がハイレベルの
VCCであるとき、高耐圧Nch−MOSトランジスタ
11がオン、低電圧インバータ14の出力が接地電位に
なり、高耐圧Nch−MOSトランジスタ10がオフ状
態になる。その結果、高耐圧Pch−MOSトランジス
タ12がオン、高耐圧Pch−MOSトランジスタ13
がオフ状態になり、高電圧インバータ15の出力はAC
/DCコンバータ1の電位(以下VAとする:VA>V
CC)となる。その結果、Pch−MOSトランジスタ
で構成されているスイッチ回路2が、高電圧インバータ
15の出力により解放状態となる。逆に、クロック信号
発生回路6から出力されるクロック信号がローレベルの
接地電位の状態のときは、高電圧インバータ15の出力
はローレベルになり、結果としてスイッチ回路2は導通
状態になる。
First, for example, the duty factor variable terminal 4
Is adjusted, and a clock signal is generated from the clock signal generation circuit 6 so that the duty factor becomes 50%. The amplitude level of the clock signal generated at this time is such that the low level is the ground potential and the high level is the potential of the reference voltage generating circuit 5 (hereinafter referred to as VCC), and VCC is set to 5V. This clock signal is applied to the input terminal 16P of the level shift circuit 16, and when the clock signal is at the high level VCC, the high voltage Nch-MOS transistor 11 is turned on, the output of the low voltage inverter 14 becomes the ground potential, The breakdown voltage Nch-MOS transistor 10 is turned off. As a result, the high voltage Pch-MOS transistor 12 is turned on, and the high voltage Pch-MOS transistor 13 is turned on.
Is turned off, and the output of the high-voltage inverter 15
/ DC converter 1 potential (hereinafter VA: VA> V
CC). As a result, the switch circuit 2 including the Pch-MOS transistor is opened by the output of the high-voltage inverter 15. Conversely, when the clock signal output from the clock signal generation circuit 6 is at the low level ground potential, the output of the high voltage inverter 15 is at the low level, and as a result, the switch circuit 2 is conductive.

【0020】また、二次電池3が過放電等により電位が
極端に低くなり(8V未満)、基準電圧発生回路5の出
力電位が接地電位まで低下した場合、リセット回路17
の高耐圧Nch−MOSトランジスタ8がオフとなり、
高耐圧Nch−MOSトランジスタ9がオンすることに
より、高電圧インバータ15の出力電位はVAに固定さ
れるため、スイッチ回路2は不確定にならずに解放状態
に固定される。この場合、図示しない別の手段によりA
C/DCコンバータ1の出力を用いてスイッチ回路2を
導通状態にして充電が行われる。これ以外の場合、高耐
圧Nch−MOSトランジスタ8がオンであり、高耐圧
Nch−MOSトランジスタ9がオフしているため、高
電圧インバータ15の出力電位はリセット回路17によ
り固定はされない。
When the potential of the secondary battery 3 becomes extremely low (less than 8 V) due to overdischarge or the like and the output potential of the reference voltage generating circuit 5 drops to the ground potential, the reset circuit 17
, The high breakdown voltage Nch-MOS transistor 8 is turned off,
When the high voltage Nch-MOS transistor 9 is turned on, the output potential of the high voltage inverter 15 is fixed at VA, so that the switch circuit 2 is fixed in an open state without being uncertain. In this case, A
The switch circuit 2 is turned on using the output of the C / DC converter 1 to perform charging. In other cases, the high-voltage Nch-MOS transistor 8 is on and the high-voltage Nch-MOS transistor 9 is off, so that the output potential of the high-voltage inverter 15 is not fixed by the reset circuit 17.

【0021】以上のようにクロック信号発生回路6から
出力されるクロック信号のレベル状態に応じて、スイッ
チ回路2が導通状態、解放状態をデューティ係数50%
でくり返すことになり、二次電池3にAC/DCコンバ
ータ1より充電が行われる。そして、デューティ係数可
変端子4によりクロック信号のデューティ係数を二次電
池3の種類または充電状態により変化させることで、充
電電流の単位時間当たりの平均値を自由に変化させるこ
とができる。このように充電電流を自由に設定でき、し
たがって充電時間も自由に設定できることが可能とな
る。
As described above, according to the level state of the clock signal output from the clock signal generation circuit 6, the switching state of the switch circuit 2 is set to 50% for the conduction state and the release state.
The secondary battery 3 is charged by the AC / DC converter 1. By changing the duty factor of the clock signal with the duty factor variable terminal 4 depending on the type of the secondary battery 3 or the state of charge, the average value of the charging current per unit time can be freely changed. As described above, the charging current can be freely set, and therefore, the charging time can be freely set.

【0022】なお、本実施の形態では、レベルシフト回
路16の出力信号を、高耐圧Nch−MOSトランジス
タ11のドレインから高電圧インバータ15を介して取
り出すようにしているが、高耐圧Nch−MOSトラン
ジスタ11のドレインから直接取り出すようにしてもよ
い。この場合、クロック信号発生回路6のクロック信号
のレベル(ハイ,ロー)に対するスイッチ回路2の動作
が逆になる。
In the present embodiment, the output signal of the level shift circuit 16 is taken out from the drain of the high breakdown voltage Nch-MOS transistor 11 via the high voltage inverter 15. Alternatively, it may be taken out directly from the drain 11. In this case, the operation of the switch circuit 2 with respect to the clock signal level (high, low) of the clock signal generation circuit 6 is reversed.

【0023】また、レベルシフト回路16の出力信号
を、高耐圧Nch−MOSトランジスタ10のドレイン
から直接あるいは高電圧インバータを介して取り出すよ
うにしてもよい。
The output signal of the level shift circuit 16 may be taken out directly from the drain of the high-breakdown-voltage Nch-MOS transistor 10 or via a high-voltage inverter.

【0024】また、図1の構成では、二次電池3の電圧
が所定電圧未満(前述の例では8V未満)のときには基
準電圧発生回路5の出力が接地電位となり、リセット回
路17の動作によりレベルシフト回路16の出力をスイ
ッチ回路2が解放状態となるように固定するように、レ
ベルシフト回路16とリセット回路17を接続している
が、リセット回路17の高耐圧Nch−MOSトランジ
スタ9のドレインをレベルシフト回路16の高耐圧Nc
h−MOSトランジスタ10のドレインと接続すること
により、基準電圧発生回路5の出力電位が接地電位まで
低下した場合、スイッチ回路2を導通状態に固定するこ
とも可能である。
In the configuration shown in FIG. 1, when the voltage of the secondary battery 3 is less than a predetermined voltage (less than 8 V in the above-described example), the output of the reference voltage generating circuit 5 becomes the ground potential. The level shift circuit 16 and the reset circuit 17 are connected so that the output of the shift circuit 16 is fixed so that the switch circuit 2 is in an open state, but the drain of the high breakdown voltage Nch-MOS transistor 9 of the reset circuit 17 is connected. High withstand voltage Nc of level shift circuit 16
By connecting to the drain of the h-MOS transistor 10, when the output potential of the reference voltage generating circuit 5 drops to the ground potential, the switch circuit 2 can be fixed to the conductive state.

【0025】また、スイッチ回路2としてPch−MO
Sトランジスタを用いたが、PNPトランジスタを用い
ることもできる。
The switch circuit 2 is a Pch-MO
Although an S transistor is used, a PNP transistor can also be used.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、デューテ
ィ係数可変手段によりクロック信号発生回路が発生する
クロック信号のデューティ係数を変化させることによ
り、二次電池と直列に接続されるスイッチ回路の導通状
態と開放状態の時間的割合を変化させ、充電電流の単位
時間当りの平均値を変化させることができるため、二次
電池の種類及び充電状態に応じて充電電流及び充電時間
を自由に設定することができる。
As described above, according to the present invention, the duty factor of the clock signal generated by the clock signal generation circuit is changed by the duty factor variable means, thereby enabling the switching circuit connected in series with the secondary battery to be changed. Since the time ratio between the conducting state and the open state can be changed and the average value of the charging current per unit time can be changed, the charging current and charging time can be set freely according to the type and charging state of the secondary battery. can do.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態における二次電池充電制御
回路を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing a secondary battery charging control circuit according to an embodiment of the present invention.

【図2】従来の二次電池充電制御回路を示す図。FIG. 2 is a diagram showing a conventional secondary battery charging control circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 AC/DCコンバータ 2 スイッチ回路 3 二次電池 4 デューティ係数可変端子 5 基準電圧発生回路 6 クロック信号発生回路 7,12,13 高耐圧Pch−MOSトランジスタ 8,9,10,11 高耐圧Nch−MOSトランジス
タ 14 低電圧インバータ 15 高電圧インバータ 16 レベルシフト回路 16P レベルシフト回路16の入力端子 17 リセット回路 18 アダプタ電源 19 電池パック
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 AC / DC converter 2 Switch circuit 3 Secondary battery 4 Duty coefficient variable terminal 5 Reference voltage generation circuit 6 Clock signal generation circuit 7, 12, 13 High voltage Pch-MOS transistor 8, 9, 10, 11 High voltage Nch-MOS Transistor 14 Low voltage inverter 15 High voltage inverter 16 Level shift circuit 16P Input terminal of level shift circuit 16 17 Reset circuit 18 Adapter power supply 19 Battery pack

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 充電電圧が印加される二次電池と直列に
接続されたスイッチ回路と、 前記二次電池の電圧が所定電圧以上のときは出力電圧と
して基準電圧を発生し、前記所定電圧未満のときは出力
電圧のレベルを接地電位にする基準電圧発生回路と、 前記基準電圧発生回路の出力電圧のレベルと接地電位と
の間を振幅とするクロック信号を発生するクロック信号
発生回路と、 前記クロック信号発生回路から発生される前記クロック
信号のデューティ係数を可変するデューティ係数可変手
段と、 前記クロック信号発生回路から入力される前記クロック
信号の振幅を充電電圧のレベルと接地電位との間の振幅
に変換して出力し、その出力信号のレベルにより前記ス
イッチ回路の導通状態と開放状態との制御を行うレベル
シフト回路と、 前記基準電圧発生回路の出力電圧のレベルが接地電位の
ときに前記レベルシフト回路の出力信号を固定するレベ
ルシフト回路出力固定手段とを備えた二次電池充電制御
回路。
1. A switch circuit connected in series with a secondary battery to which a charging voltage is applied, wherein a reference voltage is generated as an output voltage when a voltage of the secondary battery is equal to or higher than a predetermined voltage, and is lower than the predetermined voltage. A reference voltage generation circuit that sets the level of the output voltage to the ground potential; a clock signal generation circuit that generates a clock signal having an amplitude between the output voltage level of the reference voltage generation circuit and the ground potential; Means for varying the duty factor of the clock signal generated from the clock signal generation circuit; and the amplitude of the clock signal input from the clock signal generation circuit to the amplitude between the charging voltage level and the ground potential. And a level shift circuit that controls the conduction state and the open state of the switch circuit based on the level of the output signal. Secondary battery charge control circuit having a level shift circuit output fixing means for fixing the output signal of the level shift circuit when the level of the ground potential of the output voltage of the pressure generating circuit.
【請求項2】 レベルシフト回路は、ソースが接地電位
に接続された第1導電型チャネルの第1および第2の電
界効果トランジスタと、ソースが充電電圧のレベルに接
続された第2導電型チャネルの第3および第4の電界効
果トランジスタと、基準電圧発生回路の出力電圧を電源
電圧とする反転増幅器とを備え、前記第1の電界効果ト
ランジスタのゲートに前記反転増幅器の出力端子が接続
され、前記第2の電界効果トランジスタのゲートに前記
反転増幅器の入力端子とクロック信号の入力端子とが接
続され、前記第1の電界効果トランジスタのドレインと
第3の電界効果トランジスタのドレインと前記第4の電
界効果トランジスタのゲートとが接続され、前記第2の
電界効果トランジスタのドレインと前記第3の電界効果
トランジスタのゲートと前記第4の電界効果トランジス
タのドレインとが接続され、前記第1または第2の電界
効果トランジスタのドレインから出力信号を取り出すよ
うにし、 レベルシフト回路出力固定手段は、ソースが接地電位に
接続された第1導電型チャネルの第5および第6の電界
効果トランジスタと、一端が充電電圧のレベルに接続さ
れた抵抗体とを備え、前記第5の電界効果トランジスタ
のゲートに前記基準電圧発生回路の出力電圧のレベルが
接続され、前記第5の電界効果トランジスタのドレイン
と前記抵抗体の他端と第6の電界効果トランジスタのゲ
ートとが接続され、前記第6の電界効果トランジスタの
ドレインが前記第1または第2の電界効果トランジスタ
のドレインと接続されたことを特徴とする請求項1記載
の二次電池充電制御回路。
2. A level shift circuit comprising: first and second field effect transistors of a first conductivity type channel having a source connected to a ground potential; and a second conductivity type channel having a source connected to a charging voltage level. Third and fourth field-effect transistors, and an inverting amplifier that uses the output voltage of the reference voltage generating circuit as a power supply voltage. An output terminal of the inverting amplifier is connected to a gate of the first field-effect transistor, The input terminal of the inverting amplifier and the input terminal of the clock signal are connected to the gate of the second field-effect transistor, and the drain of the first field-effect transistor, the drain of the third field-effect transistor, and the fourth The gate of the field-effect transistor is connected, and the drain of the second field-effect transistor and the gate of the third field-effect transistor are connected. And the drain of the fourth field-effect transistor is connected to take out an output signal from the drain of the first or second field-effect transistor. The level shift circuit output fixing means includes a source connected to the ground potential. Fifth and sixth field-effect transistors of the first conductivity type channel, and a resistor having one end connected to the level of the charging voltage, and the gate of the fifth field-effect transistor is connected to the reference voltage generating circuit. And the drain of the fifth field-effect transistor is connected to the other end of the resistor and the gate of the sixth field-effect transistor, and the drain of the sixth field-effect transistor is connected to the drain of the sixth field-effect transistor. 2. The secondary battery charge control circuit according to claim 1, wherein the secondary battery charge control circuit is connected to a drain of the first or second field effect transistor.
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