JP3904489B2

JP3904489B2 - 充電制御回路、充電器、電源回路、及び情報処理装置、並びに電池パック

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Publication number: JP3904489B2
Application number: JP2002195876A
Authority: JP
Inventors: 秀清小澤; 重穂田中
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2002-07-04
Filing date: 2002-07-04
Publication date: 2007-04-11
Anticipated expiration: 2022-07-04
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電池を備えた電源回路、電池を充電する充電器、その充電器を制御する充電制御回路、及び電源回路を備えた情報処理装置、並びに電池を収納した電池パックに関するものであり、特に、電池パック内に設けられ過電流防止用の電流センス抵抗を充電器の充電電流検出用の抵抗と共用するようにした電源回路、充電器、充電制御回路、充電器及び情報処理装置、並びに電池パックに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ノートパソコン等の携帯型電子機器（情報処理装置）は、装置用の電源として電池が内臓されている。この電池としては、一般に、装置の運用コストを低減したり、瞬間的に放電可能な電流容量を確保する等の目的により、Ｌｉ＋（リチウム・イオン電池）等の二次電池が使用され、さらにその充電のために、電子機器に充電器を備え、電子機器にＡＣアダプタを接続するだけで簡単に充電できるようにされたものが知られる。このような電子機器は、携帯して使用されるのが普通であるため、装置の電源として通常は上記内蔵の二次電池を使用するが、机上で使用される場合は、ＡＣアダプタ等の外部電源を使用することもでき、外部より電力の供給を受けて動作することもできる。
【０００３】
ノートパソコン等の携帯機器でよく使用される二次電池としては、Ｌｉ＋（リチウムイオン）やＮｉＭＨ（ニッケル水素二次電池）などがある。二次電池を充電するに際しては、二次電池の正極を電源回路の正極側に接続し、二次電池の負極を電源回路の負極側に接続して、二次電池に電流を流込むことで充電を行うが、電池に流入する電流が一定になるように制御する必要がある。
【０００４】
ＮｉＭＨは充電電流が一定になる定電流充電で行うが、リチウムイオン二次電池の場合は電流を一定にするだけでなく、電圧も規定電圧以上にならないように定電圧定電流で充電を行う。充電電流が一定となるようにするには、充電回路の出力側に出力電流を検出するための抵抗（以下、充電電流検出抵抗という）を直列に挿入し、抵抗に流れる電流により発生する電圧降下を測定して電流を制御するのが一般的である。
【０００５】
図３は従来の二次電池を電源として使用するＰＣシステム等の電源回路を示すブロック図である。この電源回路１は、ＡＣアダプタ２に接続され充電用の直流電源を得るための充電器３と、充電器３に接続され、二次電池を構成する電池セルＥ１，Ｅ２，Ｅ３（以下単に二次電池という）を備えた電池パック４と、二次電池から得られる直流電圧をそれぞれ所望の電圧として図示しないＰＣシステムの適所に供給するためのコンバータ部５とを備えている。
【０００６】
充電器３は、接続端子として、ＡＣアダプタ２の出力端子２ａに接続される電源入力端子３ａ、二次電池の正極側に接続される第１接続端子３ｂ、二次電池の負極側に接続される第２接続端子３ｃ及び第３接続端子３ｄを備えると共に、電源入力端子３ａと第１接続端子３ｂとの間に接続された充電回路６と、第３接続端子３ｄに接続され、電池パック４の接続状態を判断検出する接続状態判断部７とを備え、第２接続端子３ｃがアースに接続されている。
【０００７】
充電回路６は、図４に詳細を示すように、電源入力端子３ａ（図３参照）と第１接続端子３ｂとの間に形成される充電電流供給ラインに、直列に接続されたスイッチングトランジスタＦＥＴ１とチョークコイルＬ１と充電電流検出抵抗Ｒ１とを備え、更にこのスイッチングトランジスタＦＥＴ１をオン/オフして所定の電圧及び電流範囲で二次電池を充電する充電制御回路８と、チョークコイルＬ１の電力を放電させるフライホイール用の同期整流スイッチ（トランジスタＦＥＴ２）とを備えている。
【０００８】
充電制御回路８は充電電流検出抵抗Ｒ１の両端電位からそれらの電位差を得る第１比較器（電圧増幅器）ＡＭＰ１と、第１比較器ＡＭＰ１で得られた電位差を第１の所定の電位（基準電位）ｅ１と比較する第２比較器（電流制御用誤差増幅器）ＥＲＡ１と、充電電流検出抵抗Ｒ１の第１接続端子３ｂ側の電位を第２の所定の電位（基準電位）ｅ２と比較する第３比較器（電圧制御用誤差増幅器）ＥＲＡ２と、これら第２比較器ＥＲＡ１と第３比較器ＥＲＡ２との比較結果に基づいて充電電圧と充電電流とが所定範囲に収まるように、スイッチングトランジスタＦＥＴ１をオン/オフ制御するＰＷＭ（パルス幅変調器）９と、充電制御回路８に電源を供給するための充電制御回路用電源供給部１０ａとを備えている。
【０００９】
ＰＷＭ９は、周知のように三角波発生回路（三角波発振器）９ａを備えており、比較器ＥＲＡ１，２の比較結果に基づいて変調されたパルス幅を有するパルスを出力する。なお、ＰＷＭ９は出力パルスと所定のタイミングでフライホイール用の同期整流スイッチ（トランジスタ）ＦＥＴ２をオン/オフしてチョークコイルＬ１を放電させる。以上の構成において、充電電流検出抵抗Ｒ１を流れる電流が所定許容値を超えた場合は、第２比較器ＥＲＡ１は、低い電圧を出力し、逆に許容値を超えない場合は高い電圧を出力する。
【００１０】
接続状態判断部７は、第３接続端子３ｄの電位を所定の電位（基準電位）ｅ０と比較する比較器（電圧比較器）ＣＯＭＰと、この比較器ＣＯＭＰの比較結果を判断する電源マイコン１０と、第３接続端子３ｄと電源電圧Ｖｃｃとの間に接続される抵抗Ｒ０とを備えている。上記基準電圧ｅ０は比較器ＣＯＭＰの非反転入力に与えられる。従って電池パック４が充電器３に装着されていないとき第３接続端子３ｄは抵抗Ｒ０により電源電圧Ｖｃｃに接続されているので、比較器ＣＯＭＰの反転入力には電圧Ｖｃｃが入力される。電圧Ｖｃｃは基準電圧ｅ０より高いので比較器ＣＯＭＰはＬＯＷレベルを出力し、充電器３に電池パック４が接続されていないことを示す。
【００１１】
電池パック４が充電器３に装着されると第３接続端子３ｄは電池パック４内の回路を介してグランドに接続されるので、第３接続端子３ｄの電位もグランド電位となり、比較器ＣＯＭＰの反転入力にもグランド電位が印加される。グランド電位は基準電圧ｅ０より低いので比較器ＣＯＭＰはＨＩＧＨレベルを出力し、充電器３に電池パック４が装着されていることを示す。電源マイコン１０は、比較器ＣＯＭＰによる比較結果に基づいて、電池パック４の状態やＡＣアダプタ２の接続状態を監視し、或いは電池の充電開始や終了を監視し、更には電池の残量の状態を監視する。例えば電池パック４が脱却されたような場合には、充電制御回路用電源供給部１０ａによる充電制御回路８への電力供給を停止させ、充電器３による充電動作を停止させる。
【００１２】
電池パック４は、充電器３の第１〜第３接続端子３ｂ〜３ｄにそれぞれ接続される第１外部接続端子（+端子）４ａ、第２外部接続端子（−端子）４ｂ、第３外部接続端子（着脱検出端子）４ｃを備え、第１外部接続端子４ａと第２若しくは第３外部接続端子間に、スイッチングトランジスタＦＥＴ１１，１２、二次電池Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３、及び電流センス抵抗ＲＳを直列に備えている。また、各二次電池Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３の残量を検出すると共に、電流センス抵抗ＲＳの両端電位差に基づいて過放電状態を検出し、スイッチングトランジスタＦＥＴ１１，１２を断するための保護回路１３を備えている。
【００１３】
なお、図３に示すコンバータ部５は、電子機器にＡＣアダプタ２から電源を供給する場合と二次電池Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３から供給する場合とを選択する選択器１４と、選択された電源電力をそれぞれ所望の電圧に変換して電子機器の各所に供給する複数の電圧コンバータ１５を備えている。
【００１４】
以上の構成において、従来の電源回路１や充電器３では、その充電時には、充電電流が充電器３の充電電流検出抵抗Ｒ１、第１接続端子３ｂを介して、電池パック４内に流れ、二次電池Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３、電流センス抵抗ＲＳを流れて充電器３の第２接続端子３ｃに帰還することで二次電池が充電される。このとき、充電電流検出抵抗Ｒ１を用いて充電電流を検出し、その電流値を充電制御回路８で監視する。一方、電子機器の使用時における二次電池の放電時には、電流センス抵抗ＲＳを用いて放電電流を検出し、その電流値に基づく過電流状態を保護回路１３で監視するようにしている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、電池の充電時間は充電電流の大きさに依存し、短時間で電池を充電したいという要望や電池容量を増加させたいという要望の下では、充電電流検出抵抗Ｒ１に大電流を流す必要が生じて、その抵抗の大型化が余儀なくされる。また充電電流は高精度で検出される必要があるのでその抵抗は非常に高価ともなる。更には大電流が流れることとなると抵抗による電力損失も大きくなる。
一方、電池パック４に備えられる保護回路（過放電防止回路）１３は、電流センス抵抗ＲＳを用いてその両端の電位差（電圧降下）を検出することにより、二次電池が誤って短絡されたり、過剰な電流で充電されたりするのを監視しているが、かかる電流センス抵抗ＲＳについても、上記充電電流検出抵抗Ｒ１と同様な理由により、大型化と高精度化が要求されることとなる。
【００１６】
従って、従来の電源回路等では、充電時に充電供給ラインとして構成される一つの閉回路内にそれぞれ別個に電流を検出するための二つの抵抗が直列に設けられていることとなり、スペース、コスト、電力的に大きな無駄をしていることとなる。
【００１７】
そこで、本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、充電器側の電流電流検出抵抗の削減を図ることができ、もって、電源回路等の充電効率の改善とコストの削減及び小型化を図ることができる電源回路、充電器、充電制御回路、及び情報処理装置、並びに電池パックを提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するため、本発明は、電池パックに納められた充電可能な電池に充電電流を供給することができる充電回路の充電制御回路であって、前記電池パック内に設けられた抵抗の両端に発生する充電電流による電位差に基づいて充電電流に関する情報を検出する充電電流検出部と、前記充電電流に関する情報に基づいて、前記充電電流を制御するための制御部とを備えてなるものである。この充電制御回路は、前記電位差に基づいて前記抵抗を流れる電流が所定範囲にあるか否かを判断する比較器を備えていることを特徴とすることができる。また、前記制御部は、更に充電電圧に基づいて前記電池への充電電圧を制御することを特徴とすることができ、さらに前記制御部はパルス幅変調器であることを特徴とすることができる。また、この充電制御回路は半導体素子により構成されていることを特徴とすることができる。
【００１９】
また、本発明は、電池パックに納められた充電可能な電池に充電電流を供給することができる充電回路であって、充電電流供給ラインに設けられ、該充電電流供給ラインに充電電流を供給する充電電流供給部と、前記電池パック内に設けられた抵抗の両端に発生する充電電流により発生する電位差に基づいて前記充電電流供給部により供給される充電電流を制御する充電制御回路とを備えてなるものである。ここに、前記充電電流供給部は、充電電流供給ラインに設けられ、該充電電流供給ラインを開閉するスイッチを有し、前記充電制御回路は、前記電池パック内に設けられた抵抗の両端に発生する充電電流により発生する電位差に基づいて前記スイッチを開閉制御する充電制御回路とを備えることを特徴とすることができ、更に充電電圧に基づいて前記スイッチを開閉制御することを特徴とすることができる。ここで、この充電回路は、更に充電電流供給ラインに設けられたチョークコイルと、フライホイール用の同期整流スイッチとを備え、前記充電制御回路は更に前記同期整流スイッチを制御することを特徴とすることができる。
【００２０】
また、本発明は、電池パックに納められた充電可能な電池に接続されることができ、前記電池を充電する充電器であって、前記電池の正極側に接続されることができ、前記電池に充電電流を供給することができる第１接続端子と、前記電池の負極側に接続されることができ、前記電池に充電電流を供給することができる第２接続端子と、前記電池パックの所定の外部接続端子に接続されることができ、前記電池に流れる電流に基づく所定の電位が付与される第３接続端子と、前記第３接続端子と、少なくとも前記第１接続端子又は第２接続端子のいずれかとに接続され、前記電池に流れる電流に基づく電位差を検出することで、前記電池への充電電流を制御する充電回路とを備えてなるものである。
【００２１】
この充電器において、前記充電回路は、更に前記第１接続端子に接続され、その電位に基づいて前記電池の充電電圧を制御することを特徴とすることができ、また、前記電位差は、前記電池パック内に設けられた抵抗を流れる電流に基づく電位差であることを特徴とすることができる。更に、この充電器において、前記抵抗は前記電池の負極側に直列に接続され、前記第２接続端子は前記抵抗の反電池側端子に接続され、前記第３接続端子は前記抵抗の電池側端子に接続されると共に所定の抵抗を介して電源に接続されていることを特徴とすることができる。更に、この充電器は、前記第３接続端子の電位を所定電位と比較し、その比較結果に基づいて電池パックの接続状態を判断する接続状態判断部を備えていることを特徴とすることができる。
【００２２】
また、本発明における電源回路は、充電可能な電池と、前記電池に直列に接続された抵抗と、前記抵抗の両端の電位差に基づいて、前記電池から供給される電源電流を監視する保護回路と、前記電池に充電電圧を印加して充電電流を供給する充電器であって、少なくとも前記抵抗の両端の電位差に基づいて、前記電池への充電電流を制御する充電器とを備えてなるものである。
この電源回路において、前記充電器は、更に前記電池に印加される充電電圧に基づいて充電電圧を制御することを特徴とすることができ、また、前記充電器は、前記抵抗の両端の電位差に基づいて、前記充電電流を所定値以下に制御することを特徴とすることができる。また、前記電池、前記抵抗、および前記保護回路は、電池を納めた電池パック内に備えられていることを特徴とすることができる。
【００２３】
また、本発明は、充電可能な電池を充電することができる充電器を備えると共にＣＰＵを搭載してなる情報処理装置であって、前記充電器は、前記電池に直列に接続されることができる抵抗であって、該抵抗の両端の電位差に基づいて、前記電池から供給される電源電流を監視するために用いることができる前記抵抗における充電電流による電位差を導入することができ、前記抵抗の両端の電位差に基づいて、前記電池への充電電流を制御することを特徴とするものである。この情報処理装置において、前記充電器は、更に前記電池に印加される充電電圧に基づいて充電電圧を制御することを特徴とすることができる。
【００２４】
また、本発明は、充電可能な電池を収納した電池パックであって、充電可能な電池と、前記電池の正極側に接続され外部より充電電流の供給を受けることができると共に、外部機器に対して電源供給を行うことができる第１外部接続端子と、前記電池の負極側に接続され外部より充電電流の供給を受けることができると共に、外部機器に対して電源供給を行うことができる第２外部接続端子と、前記第１外部接続端子と前記第２接続端子との間において前記電池に直列に接続された抵抗と、前記抵抗の両端の電位差を検出することで、過電流状態を監視する保護回路と、前記抵抗の両端の電位差に関する情報を外部に供給するための第３外部接続端子とを備えてなるものである。
この電池パックにおいて、前記抵抗の両端の電位差に関する情報は、前記充電電流に対応する前記抵抗端部の電位であり、前記抵抗端部の電位と、前記第１外部接続端子又は前記第２外部接続端子のいずれかとの電位差が前記抵抗両端の電位差を示すことを特徴とすることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を情報処理装置としてのＰＣシステムに適用した場合について図面を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態を示すブロック図であり、従来技術を示した図４に対応して示した図である。また、図１において、図３、図４と同一符号は、これらに相当しており、詳細な説明は省略する。図１が図４と異なる主な点は、電池パックに設けられる電流センス抵抗を、従来の電流検出抵抗Ｒ１に代えて充電回路でも共用できるようにした点である。このため、充電回路は、電流センス抵抗の電圧降下（電流センス抵抗両端の電位差）を引き込むことができるように構成されると共に、電源パックでは、第３外部接続端子４ｃに電流センス抵抗ＲＳの電池側端子が接続される構成とされている。以下、これらについて説明する。
【００２６】
図１に示される電源回路１Ａは、ＡＣアダプタに接続され充電用の直流電源を得るための充電器３Ａと、充電器３Ａに接続され、二次電池Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３を備えた電池パック４Ａとを備えている。充電器３Ａは、接続端子として、二次電池の正極側に接続される第１接続端子３ｂ、二次電池の負極側に接続される第２接続端子３ｃ及び第３接続端子３ｄを備えると共に、図示しない電源入力端子（図３の３ａを参照）と第１接続端子３ｂとの間に接続された充電回路６Ａと、接続状態判断部７Ａの一部を構成する電源マイコン１０及び抵抗Ｒ０とを備え、第２接続端子３ｃがアースと第１比較器ＡＭＰ１の反転入力端子に接続されている。
【００２７】
充電回路６Ａは、図示しない電源入力端子（図３の３ａ参照）と第１接続端子３ｂとの間に形成される充電電流供給ラインに、直列に接続されたスイッチングトランジスタＦＥＴ１とチョークコイルＬ１と、このスイッチングトランジスタＦＥＴ１をオン/オフして所定の電圧及び電流範囲で二次電池を充電する充電制御回路８Ａと、チョークコイルＬ１の電力を放電させるフライホイール用の同期整流スイッチ（トランジスタＦＥＴ２）とを備えている。この充電回路６Ａには、図３に示した充電電流検出抵抗Ｒ１が設けられておらず、この充電電流検出抵抗には、電池パック４Ａにおける電流センス抵抗ＲＳが兼用される。
【００２８】
充電制御回路８Ａは、半導体装置により一つのチップとして構成され、電流センス抵抗ＲＳの両端電位からそれらの電位差を得る第１比較器（電圧増幅器）ＡＭＰ１と、第１比較器ＡＭＰ１で得られた電位差を第１の所定の電位と比較する第２比較器（電流制御用誤差増幅器）ＥＲＡ１と、チョークコイルＬ１の第１接続端子３ｂ側の電位を第２の所定の電位ｅ２（基準電位）と比較する第３比較器（電圧制御用誤差増幅器）ＥＲＡ２と、これら第２比較器ＥＲＡ１と第３比較器ＥＲＡ２との比較結果に基づいて充電電圧と充電電流とが所定範囲に収まるように、スイッチングトランジスタＦＥＴ１をオン/オフ制御するＰＷＭ９と、接続状態判断部７Ａの一部を構成する比較器ＣＯＭＰと、充電回路６Ａに電源を供給するための充電制御回路用電源供給部１０ａを備えている。ＰＷＭ９は、周知のように三角波発生回路（三角波発振器）９ａを備えている。以上の構成において、電流センス抵抗ＲＳを流れる電流が所定許容値を超えた場合は、第２比較器ＥＲＡ１は、低い電圧を出力し、逆に許容値を超えない場合は高い電圧を出力する。
【００２９】
接続状態判断部７Ａは、上述したように、第３接続端子３ｄの電位を所定の電位（基準電位）ｅ０と比較する比較器ＣＯＭＰと、この比較器ＣＯＭＰの比較結果を判断する電源マイコン１０と、第３接続端子３ｄと電源電圧Ｖｃｃとの間に接続される抵抗Ｒ０とを備えている。ここで、比較器ＣＯＭＰは充電制御回路８Ａ内に形成されているが、充電制御回路８Ａ内ではなく、従来技術のように充電器内の充電回路の外部に設けるようにしても良い。なお、充電制御回路８Ａを半導体装置にて構成する場合において、接続状態判断部も同装置内に構成するようにすれば、その製造が一体的に行われて、製造コストの低コスト化、コンパクト化に優れる。
【００３０】
電池パック４Ａは、充電器３Ａの第１〜第３接続端子３ｂ〜３ｄにそれぞれ接続される第１外部接続端子（+端子）４ａ、第２外部接続端子（−端子）４ｂ、第３外部接続端子（着脱検出端子）４ｃを備え、第１外部接続端子４ａと第２外部接続端子４ｂ間に、スイッチングトランジスタＦＥＴ１１，１２、二次電池Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３、及び電流センス抵抗ＲＳを直列接続して備えている。第３外部接続端子４ｃは、電流センス抵抗ＲＳの二次電池側端子に接続されている。なお、図４と同様、電池パック４Ａには、保護回路１３が備えられている。
【００３１】
以下、本発明に関連する実施の形態の動作について説明する。
電池パック４Ａが充電器３Ａに装着されて、充電器用ＤＣ−ＤＣ（充電回路）６Ａが動作しているとき、充電回路６Ａの出力電流は、充電器３Ａの第１接続端子３ｂ、電池パック４Ａの第１外部接続端子（＋端子）４ａを介して電池パック４Ａ内に流れ、さらに二次電池（電極セル）Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、電流センス抵抗ＲＳ、第２外部接続端子（−端子）を流れて充電器３Ａの第２接続端子３ｃに帰還する。これにより二次電池の充電が行われる。充電回路６Ａの出力電圧は、従来と同様、第１接続端子（第１外部接続端子）３ｂの電位として検出され、基準電圧ｅ２と比較されて増幅され、ＰＷＭ制御信号の形成に寄与する。
【００３２】
一方、第１比較器（電圧増幅器）ＡＭＰ１は、電池パック４Ａ内の電流センス抵抗ＲＳに流れる電流による電圧降下（電位差）を検出して増幅し、センス抵抗ＲＳを流れる電流値に比例する電圧を出力する。第２比較器（電流制御用誤差増幅器）ＥＲＡ１は、センス抵抗ＲＳにより検出された電流値と電圧値として与えられる基準電流値（電位ｅ１）とを比較して増幅する。そして、センス抵抗ＲＳを流れる電流が基準電流値よりも大きい場合は、第１比較器ＥＲＡ１は低い電圧をＰＷＭ９に出力し、電流が基準電流値よりも小さい場合は高い電圧をＰＷＭ９に出力する。
【００３３】
ＰＷＭ９は複数の非反転入力と１つの反転入力を持つ電圧比較器で、入力電圧に応じて出力パルスの幅のオン（ハイ）時間を制御する電圧パルス幅変換器である。発振器からの三角波（ここには図時しない）が誤差増幅器出力電圧のいずれも低い期間にスイッチングトランジスタ（メインスイッチ）ＦＥＴ１をオンさせる。
【００３４】
尚、本実施の形態では電流センス抵抗ＲＳの電圧降下を増幅する第１比較器ＡＭＰ１の非反転入力側に抵抗Ｒ０を介して電圧Ｖｃｃが印加されているが、この接続による影響はほとんど無視できる。電圧Ｖｃｃは一般的には５．０Ｖ或いは３．３Ｖである。又、抵抗Ｒ０の値は比較器ＣＯＭＰに電池パック４Ａが接続されていないときにＨＩＧＨの電圧を与えるための終端抵抗であるので、１０ＫΩ以上の値が使用される。一方、電流センス抵抗ＲＳは大電流が流れるので１０〜２０ｍΩ程度である。１０ＫΩと２０ｍΩの直列抵抗に５．０Ｖの電圧を印加したときに第３接続端子（第３外部接続端子：Ｃ端子）３ｄに現れる電圧は、０．０２／（０．０２＋１００００）×５．０＝９μＶであるので完全に無視できる。
【００３５】
次に、充電制御回路８Ａが動作中に電池パック４Ａが抜却される等の異常時の動作について説明する。充電器３Ａは電池パック４Ａに定電流が流れるように出力電圧を制御するが、電池パック４Ａが抜却されると充電電流が０になるので、充電制御回路８Ａは充電電流を増大させようと充電器３Ａの出力電圧を上昇させるように動作する。しかし、本実施の形態では、電流センス抵抗ＲＳに流れる電流を検出する第１比較器（電圧増幅器）ＡＭＰ１の反転入力は第２接続端子３ｃ（第２外部接続端子：−端子４ｂ）に接続され、非反転入力は第３接続端子３ｄ（第３外部接続端子：Ｃ端子４ｃ）に接続されている。従って、電池パック４Ａが抜却されると、第３接続端子３ｄの電圧はＶｃｃに上昇し、電圧増幅器ＡＭＰ１の出力電圧も上昇し、過大な充電電流が流れている場合と同じ状態となる。その結果、第１比較器（電流制御用誤差増幅器）ＥＲＡ１はＰＷＭ９に対して、充電器３Ａの出力電流を減少させるように動作し、充電器３Ａの出力電圧は略０Ｖ近辺にまで下がることとなる。
【００３６】
なお、保護回路１３は、使用者の誤操作による電池機能の劣化を防止する機能を有しており、電池の電圧を検出し、それが指定電圧以下になった場合を検出して出力を遮断する。電池機能の誤操作による劣化は、二次電池Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３として、特にＬｉ＋二次電池（リチウム・イオン・二次電池）やＮｉＭＨ電池を用いた場合に顕著となり、これらはＮｉｃａｄと異なり過放電に弱く、使用者が誤って過放電させた場合に回復不能なダメージを受ける虞がある。本実施の形態もこれらを考慮した構成とされている。
【００３７】
本実施の形態で説明した電源回路１Ａは、例えば図２に示すような情報処理装置（ＰＣシステム）１００に適用され、パソコンや携帯電話やＰＤＡなどの携帯型電子機器として使用することができる。図２に示す情報処理装置１００は、上述した電源回路１Ａと、ＰＣ本体部２０とを備え、ＰＣ本体部２０は、ＣＰＵ２１、ＲＡＭ２２、ＲＯＭ２３、ＨＤＤ２４、インターフェース（ＩＦ）２５を備えている。
【００３８】
以上説明したように、本実施の形態では、回路的な接続を変えただけで基本的な動作は何も変わることなく、電池パック４Ａ内の電流検出用の電流センス抵抗ＲＳを充電器３Ａ側で共用することで、従来の充電器３の電流検出抵抗Ｒ１の削減を図ることが可能となり、充電器の効率改善とコストの削減及び小型化を図ることが可能となる。なお、本発明は、実施の形態に限定されることはなく、例えば実施の形態では、充電器の回路構成として、スイッチング・レギュレータ方式のＤＣ−ＤＣコンバータで説明したが、リニア・レギュレータ方式にも適用できることは言うまでもない。
【００３９】
（付記１）電池パックに納められた充電可能な電池に充電電流を供給することができる充電回路の充電制御回路であって、
前記電池パック内に設けられた抵抗の両端に発生する充電電流による電位差に基づいて充電電流に関する情報を検出する充電電流検出部と、
前記充電電流に関する情報に基づいて、前記充電電流を制御するための制御部と
を備えてなる充電制御回路。
（付記２）付記１に記載の充電制御回路において、
前記充電回路は、前記電位差に基づいて前記抵抗を流れる電流が所定範囲にあるか否かを判断する比較器を備えていることを特徴とする充電制御回路。
（付記３）付記１又は付記２に記載の充電制御回路において、
前記制御部は、更に充電電圧に基づいて前記電池への充電電圧を制御することを特徴とする充電制御回路。
（付記４）付記１乃至付記３のいずれかに記載の充電制御回路において、
前記制御部はパルス幅変調器であることを特徴とする充電制御回路。
（付記５）付記１乃至付記４のいずれかに記載の充電制御回路において、
前記充電制御回路は半導体素子により構成されていることを特徴とする充電制御回路。
（付記６）電池パックに納められた充電可能な電池に充電電流を供給することができる充電回路であって、
充電電流供給ラインに設けられ、該充電電流供給ラインに充電電流を供給する充電電流供給部と、
前記電池パック内に設けられた抵抗の両端に発生する充電電流により発生する電位差に基づいて前記充電電流供給部により供給される充電電流を制御する充電制御回路と
を備えてなる充電回路。
（付記７）付記６に記載の充電回路であって、
前記充電電流供給部は、充電電流供給ラインに設けられ、該充電電流供給ラインを開閉するスイッチを有し、
前記充電制御回路は、前記電池パック内に設けられた抵抗の両端に発生する充電電流により発生する電位差に基づいて前記スイッチを開閉制御する充電制御回路とを備えることを特徴とする充電回路。
（付記８）付記７に記載の充電回路において、
前記充電制御回路は、更に充電電圧に基づいて前記スイッチを開閉制御することを特徴とする充電回路。
（付記９）付記７又は付記８に記載の充電回路において、
更に充電電流供給ラインに設けられたチョークコイルと、フライホイール用の同期整流スイッチとを備え、前記充電制御回路は更に前記同期整流スイッチを制御することを特徴とする充電回路。
（付記１０）電池パックに納められた充電可能な電池に接続されることができ、前記電池を充電する充電器であって、
前記電池の正極側に接続されることができ、前記電池に充電電流を供給することができる第１接続端子と、
前記電池の負極側に接続されることができ、前記電池に充電電流を供給することができる第２接続端子と、
前記電池パックの所定の外部接続端子に接続されることができ、前記電池に流れる電流に基づく所定の電位が付与される第３接続端子と、
前記第３接続端子と、少なくとも前記第１接続端子又は第２接続端子のいずれかとに接続され、前記電池に流れる電流に基づく電位差を検出することで、前記電池への充電電流を制御する充電回路と
を備えてなる充電器。
（付記１１）付記１０に記載の充電器において、
前記充電回路は、更に前記第１接続端子に接続され、その電位に基づいて前記電池の充電電圧を制御することを特徴とする充電器。
（付記１２）付記１０又は付記１１に記載の充電器において、
前記電位差は、前記電池パック内に設けられた抵抗を流れる電流に基づく電位差であることを特徴とする充電器。
（付記１３）付記１２に記載の充電器において、
前記抵抗は前記電池の負極側に直列に接続され、前記第２接続端子は前記抵抗の反電池側端子に接続され、前記第３接続端子は前記抵抗の電池側端子に接続されると共に所定の抵抗を介して電源に接続されていることを特徴とする充電器。
（付記１４）付記１３に記載の充電器において、
前記第３接続端子の電位を所定電位と比較し、その比較結果に基づいて電池パックの接続状態を判断する接続状態判断部を備えていることを特徴とする充電器。
（付記１５）充電可能な電池と、
前記電池に直列に接続された抵抗と、
前記抵抗の両端の電位差に基づいて、前記電池から供給される電源電流を監視する保護回路と、
前記電池に充電電圧を印加して充電電流を供給する充電器であって、少なくとも前記抵抗の両端の電位差に基づいて、前記電池への充電電流を制御する充電器と
を備えてなる電源回路。
（付記１６）付記１５に記載の電源回路において、
前記充電器は、更に前記電池に印加される充電電圧に基づいて充電電圧を制御することを特徴とする電源回路。
（付記１７）付記１５又は付記１６に記載の電源回路において、
前記充電器は、前記抵抗の両端の電位差に基づいて、前記充電電流を所定値以下に制御することを特徴とする電源回路。
（付記１８）付記１５乃至付記１７のいずれかに記載の電源回路において、
前記電池、前記抵抗、および前記保護回路は、電池を納めた電池パック内に備えられていることを特徴とする電源回路。
（付記１９）充電可能な電池を充電することができる充電器を備えると共にＣＰＵを搭載してなる情報処理装置であって、
前記充電器は、前記電池に直列に接続されることができる抵抗であって、該抵抗の両端の電位差に基づいて、前記電池から供給される電源電流を監視するために用いることができる前記抵抗における充電電流による電位差を導入することができ、
前記抵抗の両端の電位差に基づいて、前記電池への充電電流を制御することを特徴とする情報処理装置。
（付記２０）付記１９に記載の情報処理装置において、
前記充電器は、更に前記電池に印加される充電電圧に基づいて充電電圧を制御することを特徴とする情報処理装置。
（付記２１）充電可能な電池を収納した電池パックであって、
充電可能な電池と、
前記電池の正極側に接続され外部より充電電流の供給を受けることができると共に、外部機器に対して電源供給を行うことができる第１外部接続端子と、
前記電池の負極側に接続され外部より充電電流の供給を受けることができると共に、外部機器に対して電源供給を行うことができる第２外部接続端子と、
前記第１外部接続端子と前記第２接続端子との間において前記電池に直列に接続された抵抗と、
前記抵抗の両端の電位差を検出することで、過電流状態を監視する保護回路と、
前記抵抗の両端の電位差に関する情報を外部に供給するための第３外部接続端子と
を備えてなる電池パック。
（付記２２）付記２１に記載の電池パックにおいて、
前記抵抗の両端の電位差に関する情報は、前記充電電流に対応する前記抵抗端部の電位であり、前記抵抗端部の電位と、前記第１外部接続端子又は前記第２外部接続端子のいずれかとの電位差が前記抵抗両端の電位差を示すことを特徴とする電池パック。
【００４０】
【発明の効果】
以上に詳述したように、本発明によれば、充電器側の電流測定用センス抵抗の削減を図ることができ、もって、電源回路等の充電効率の改善とコストの削減及び小型化を図ることができる電源回路、充電器、充電制御回路、及び情報処理装置、並びに電池パックを提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電源回路を示すブロック図である。
【図２】本発明の情報処理装置を示すブロック図である。
【図３】従来の電源回路を示すブロック図である。
【図４】図３の一部詳細を示す図である。
【符号の説明】
１Ａ電源回路、２ＡＣアダプタ、３Ａ充電器、３ｂ第１接続端子、３ｃ第２接続端子、３ｄ第３接続端子、４Ａ電池パック、４ａ第１外部接続端子、４ｂ第２外部接続端子、４ｃ第３外部接続端子、６Ａ充電回路、７Ａ接続状態判断部、８Ａ充電制御回路、９ＰＷＭ、１０電源マイコン、１０ａ充電制御回路用電源供給部、１３保護回路、１００情報処理装置（ＰＣシステム）、ＲＳ抵抗（電流センス抵抗）、Ｒ０抵抗（終端抵抗）、ＦＥＴ１，ＦＥＴ１１，ＦＥＴ１２スイッチングトランジスタ、ＦＥＴ２フライホイール用同期整流スイッチ、ＡＭＰ１、ＥＲＡ１，ＥＲＡ２、ＣＯＭＰ比較器。

Claims

電池パックに納められた充電可能な電池に接続されることができ、前記電池を充電する充電器であって、
前記電池の正極側に接続されることができる第１接続端子と、
前記電池の負極側に、前記電池パック内に設けられた電流センス抵抗を介して接続されることができる第２接続端子と、
前記電池パックにおける前記電流センス抵抗の前記電池側端子に接続されることができる第３接続端子と、
前記第１接続端子と前記第２接続端子とに接続され、前記電池に充電電流を供給すると共に、前記第３接続端子に接続され、前記電流センス抵抗による電位差を検出することで、前記電池への充電電流を制御する制御部と
を備えてなる充電器。
充電可能な電池と、前記電池に直列に接続された抵抗と、前記抵抗の両端の電位差に基づいて、前記電池から供給される電源電流を監視する保護回路とを有する電池パックと、
前記電池パックに接続可能とされ、前記電池に充電電圧を印加する充電電圧印加用接続端子と、前記抵抗の両端の電位差を検出する電位差検出用接続端子と、前記電位差検出用接続端子より得られる前記抵抗の両端の電位差に基づいて、前記電池への充電電流を制御する制御部とを有する充電器と
を備えてなる電源回路。
電池パックに納められた充電可能な電池を充電することができる充電器を備えると共にＣＰＵを搭載してなる情報処理装置であって、
前記充電器は、
前記電池の正極側に接続されることができる第１接続端子と、
前記電池の負極側に、前記電池パック内に設けられた電流センス抵抗を介して接続されることができる第２接続端子と、
前記電池パックにおける前記電流センス抵抗の前記電池側端子に接続されることができる第３接続端子と、
前記第１接続端子と前記第２接続端子とに接続され、前記電池に充電電流を供給すると共に、前記第３接続端子に接続され、前記電流センス抵抗による電位差を検出することで、前記電池への充電電流を制御する制御部と
を備えることを特徴とする情報処理装置。