專利名稱：充電電路、設(shè)有該電路的半導(dǎo)體裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及實(shí)行二次電池充電的充電電路及設(shè)有該電路的半導(dǎo)體裝置，尤其涉及抑制充電時溫度上升、同時抑制發(fā)生高頻噪聲的充電電路及設(shè)有該電路的半導(dǎo)體裝置。
背景技術(shù)：
以往，為了使二次電池快速充電，實(shí)行根據(jù)所設(shè)定電流值的恒流充電。這種場合，因充電電流較大，發(fā)生充電電路溫度上升。尤其作為溫度上升較大的部件，有直接控制充電電流的輸出晶體管，當(dāng)使充電電路IC化時，一般采用將發(fā)熱量大的輸出晶體管外附在IC上的方式。但是，在較小電容、且使用在攜帶設(shè)備的充電電路中，為了設(shè)備的小型輕量化，想要充電電路和輸出晶體管設(shè)置在一個IC芯片中的要求越來越高。
當(dāng)內(nèi)藏輸出晶體管場合，必須采取對IC芯片溫度上升的對策。由于電路的溫度變化也賴于環(huán)境溫度和系統(tǒng)的熱電阻等，假設(shè)所有的場合設(shè)計(jì)充電電路的溫度是很困難的。于是，提出了種種抑制充電電路溫度上升的方法。
例如，特開平7-222370號公報(bào)中公開了這樣一種技術(shù)溫度傳感器檢測電源電路的發(fā)熱部件，若檢測到的溫度為設(shè)定值以上，則使充電電流減少，這時，停止二次電池滿充電檢測。還有，特開平11-103405號公報(bào)中公開了這樣一種技術(shù)當(dāng)充電電路部的溫度為第一溫度以上時，使充電電流變化，進(jìn)而，當(dāng)充電電路部的溫度為第二溫度以下時，使充電電流恢復(fù)到原來的值。
但是，前者的場合，若一旦溫度傳感器動作，使充電電流減少，由于以后由減少的電流值進(jìn)行充電直到充滿為止，因此，存在延長充電時間的問題。后者的場合，由于每次檢測到第一溫度和第二溫度時都使得充電電流變化，當(dāng)?shù)谝粶囟群偷诙囟炔钚〉膱龊?，因頻繁地切換充電電流，而發(fā)生高頻噪聲及高次諧波噪聲。這成為對系統(tǒng)的電磁干擾噪聲，需要在系統(tǒng)上附加抗噪聲的部件等，存在妨礙以二次電池為電源的攜帶設(shè)備的小型輕量化的問題。另外，為了不使充電電流頻繁切換，第一溫度和第二溫度差設(shè)定為5度以上，如果設(shè)備的放熱性差的話，若一旦充電電流減少，則長時間不恢復(fù)原來的電流值的狀態(tài)持續(xù)，存在充電時間延長的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為解決上述先有技術(shù)所存在的問題而提出來的，本發(fā)明的目的在于，提供即使第一溫度和第二溫度之差變小也能不使充電電流頻繁切換、不延長充電時間、能抑制充電時溫度上升、同時能抑制發(fā)生高頻噪聲的充電電路及設(shè)有該電路的半導(dǎo)體裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種充電電路，實(shí)行二次電池充電，其特征在于，包括充電電流生成電路部，根據(jù)輸入的控制信號，在上述二次電池充電時生成所設(shè)定的第一充電電流值和小于該第一充電電流值的第二充電電流值的充電電流中某個，向上述二次電池供給；充電控制電路部，用于控制上述充電電流生成電路部的動作；溫度檢測電路部，用于檢測上述充電電流生成電路部及上述充電控制電路部的周圍溫度；若在上述溫度檢測電路部檢測到的溫度成為所設(shè)定的第一溫度以上，則上述充電控制電路部對上述充電電流生成電路部使得向二次電池供給上述第二充電電流值的充電電流，禁止向第一充電電流值切換直到經(jīng)過第一預(yù)定時間。
根據(jù)本發(fā)明的充電電路，其特征還在于，若在上述溫度檢測電路部檢測到的溫度成為小于第一溫度的第二溫度以下，同時，開始向上述二次電池供給上述第二充電電流值的充電電流后，經(jīng)過第一預(yù)定時間場合，上述充電控制電路部對上述充電電流生成電路部使得向上述二次電池供給上述第一充電電流值的充電電流。
根據(jù)本發(fā)明的充電電路，其特征還在于，上述溫度檢測電路部包括溫度-電壓變換電路，用于生成與溫度相對應(yīng)的電壓輸出；比較電壓生成電路，當(dāng)上述溫度成為上述第一溫度或上述第二溫度時，生成與從上述溫度-電壓變換電路輸出的電壓相等的比較電壓輸出；比較器，用于比較上述來自溫度-電壓變換電路的輸出電壓和上述來自比較電壓生成電路的比較電壓；
上述比較器具有磁滯特性，該磁滯特性的電壓范圍被設(shè)定為與上述第一溫度時來自上述溫度-電壓變換電路的輸出電壓和上述第二溫度時來自上述溫度-電壓變換電路的輸出電壓差相等的電壓范圍。
根據(jù)本發(fā)明的充電電路，其特征還在于，當(dāng)使得向二次電池供給的充電電流由上述第二充電電流值增加到上述第一充電電流值場合，使得該充電電流經(jīng)過第二預(yù)定時間逐漸增加。
根據(jù)本發(fā)明的充電電路，其特征還在于，當(dāng)對上述二次電池進(jìn)行恒壓充電場合，上述充電控制電路部停止向上述二次電池供給的充電電流的電流值切換到與上述溫度檢測電路部檢測到的溫度相對應(yīng)的電流值。
根據(jù)本發(fā)明的充電電路，其特征還在于，上述充電電流生成電路部、充電控制電路部及溫度檢測電路部集成在一個IC中，上述溫度檢測電路部檢測該IC的溫度。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種半導(dǎo)體裝置，設(shè)有實(shí)行二次電池充電的充電電路，其特征在于，上述充電電路包括充電電流生成電路部，根據(jù)輸入的控制信號，在上述二次電池充電時生成所設(shè)定的第一充電電流值和小于該第一充電電流值的第二充電電流值中某個，向上述二次電池供給；充電控制電路部，用于控制上述充電電流生成電路部的動作；溫度檢測電路部，用于檢測上述充電電流生成電路部及上述充電控制電路部的周圍溫度；若在上述溫度檢測電路部檢測到的溫度成為所設(shè)定的第一溫度以上，上述充電控制電路部對上述充電電流生成電路部使得向二次電池供給上述第二充電電流值的充電電流，禁止切換到第一充電電流值直到經(jīng)過第一預(yù)定時間。
下面說明本發(fā)明的效果。
如上所述可知，按照本發(fā)明的充電電路及設(shè)有該電路的半導(dǎo)體裝置，即使充電電路溫度快速變化，若向二次電池供給的充電電流成為第二充電電流值，則不會使充電電流恢復(fù)到第一充電電流值直到經(jīng)過所設(shè)定的第一時間。因此，即使使得第一溫度和第二溫度之差變小也不會頻繁切換第一充電電流值和第二充電電流值，不會延長充電時間，能抑制充電時的溫度上升，同時，能抑制發(fā)生高頻噪聲。另外，當(dāng)使得向二次電池供給的充電電流由第二充電電流值增加到第一充電電流值場合，使該充電電流經(jīng)過第二預(yù)定時間逐漸增加，因此，能抑制發(fā)生高次諧波噪聲。
另外，設(shè)定使得對上述來自溫度-電壓變換電路的輸出電壓與上述來自比較電壓生成電路的比較電壓進(jìn)行比較的溫度檢測電路部的比較器具有的磁滯特性(hysteresis characteristic)的電壓范圍與上述第一溫度時和第二溫度時來自溫度-電壓變換電路的輸出電壓之差相等，因此，溫度檢測電路部盡管實(shí)行兩個點(diǎn)的溫度檢測，但能夠由一個比較電壓和一個比較器構(gòu)成，簡化溫度檢測電路部。
再有，由于使得充電電路成為如上所述的構(gòu)成，能使充電電路集成在一個IC芯片中。


圖1是表示本發(fā)明第一實(shí)施例的充電電路例的方框圖；圖2表示圖1的充電電路的時間圖；圖3表示圖1的溫度檢測電路2的電路例；圖4A表示圖3的溫度檢測電路2的內(nèi)部特性例；圖4B是說明磁滯特性的電壓范圍圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖，詳細(xì)說明本發(fā)明。
第一實(shí)施例圖1是表示本發(fā)明第一實(shí)施例的充電電路例的方框圖。
在圖1中，充電電路1實(shí)行二次電池充電，由溫度檢測電路2、充電控制電路3及充電電流生成電路4構(gòu)成。溫度檢測電路2構(gòu)成溫度檢測電路部，充電控制電路3構(gòu)成充電控制電路部，充電電流生成電路4構(gòu)成充電電流生成電路部。
溫度檢測電路2檢測充電電路1的溫度，若檢測到的溫度為第一溫度T1以上，則生成高電平的檢測信號To輸出，若檢測到的溫度為低于第一溫度T1的第二溫度T2以下，則生成低電平的檢測信號To輸出。
充電控制電路3設(shè)有脈沖生成電路11，“與非”電路NA1，恒流-恒壓充電控制電路12。若溫度檢測電路2檢測到充電電路1溫度為第一溫度T1以上，向充電控制電路3輸出高電平的檢測信號To，則脈沖生成電路11生成具有所設(shè)定時間td的脈沖寬度的高電平信號Do輸出。該所設(shè)定時間td成為第一預(yù)定時間。當(dāng)溫度檢測電路2的輸出信號To和脈沖生成電路11的信號Do均為低電平場合，“與非”電路NA1輸出高電平的信號Co。另外，當(dāng)溫度檢測電路2的輸出信號To為高電平，或者，來自脈沖生成電路11的延遲信號Do為高電平場合，“與非”電路NA1輸出低電平的信號Co。恒流-恒壓充電控制電路12監(jiān)視二次電池7的電壓，當(dāng)二次電池7的電壓為所設(shè)定電壓以下場合，實(shí)行恒流充電，若二次電池7的電壓超過所設(shè)定電壓，則將用于實(shí)行恒壓充電的控制信號Sc向充電電流生成電路4輸出。
充電電流生成電路4設(shè)有軟起動電路15，當(dāng)使向二次充電供給的充電電流增加時，軟起動電路15使得該充電電流ic經(jīng)過所設(shè)定時間逐漸增加。該所設(shè)定時間ts成為第二預(yù)定時間。當(dāng)來自恒流-恒壓充電控制電路12的控制信號Sc表示實(shí)行恒流充電場合，充電電流生成電路4將從充電控制電路3輸入高電平的輸出信號Co時向二次電池7供給的充電電流ic設(shè)定為第一充電電流值ic1；當(dāng)輸出信號Co為低電平時，將充電電流ic設(shè)定為第二充電電流值ic2。第一充電電流值ic1為用于快速充電二次電池的電流值，第二充電電流值ic2為小于第一充電電流值ic1的電流值、例如第一充電電流值ic1的百分之十左右的電流值。當(dāng)從恒流-恒壓充電控制電路12輸出用于實(shí)行恒壓充電的信號Sc場合，充電電流生成電路4不變更基于充電控制電路3輸出信號Co的充電電流ic的電流值。
接著，圖2表示圖1的充電電路1動作例的時間圖。下面，參照圖2再稍詳細(xì)地說明充電電路1的動作。充電電路1集成在一個IC中，下面以溫度檢測電路2檢測該IC半導(dǎo)體芯片溫度的場合為例進(jìn)行說明。
二次電池7開始充電，半導(dǎo)體芯片溫度上升，若該溫度在A點(diǎn)超過第一溫度T1，則溫度檢測電路2的輸出信號To由低電平轉(zhuǎn)向高電平，同時，脈沖生成電路11輸出具有脈沖寬度td的高電平脈沖信號。因此，“與非”電路NA1的輸出信號在上述A點(diǎn)由高電平轉(zhuǎn)向低電平。
當(dāng)“與非”電路NA1的輸出信號Co為低電平場合，充電電流生成電路4如上所述將第二充電電流值ic2的充電電流ic向二次電池7供給，使二次電池7充電。為了使半導(dǎo)體芯片溫度降低，第二充電電流值ic2被設(shè)定為足夠小于第一充電電流值ic1的電流值，如圖2所示，半導(dǎo)體芯片溫度在A點(diǎn)以后下降。若半導(dǎo)體芯片溫度下降，在B點(diǎn)低于第二溫度T2，則溫度檢測電路2的輸出信號To由高電平轉(zhuǎn)向低電平。由于在這一時點(diǎn)已經(jīng)過所設(shè)定時間td以上，脈沖生成電路11的輸出信號Do降低到低電平。因此，即使溫度檢測電路2的輸出信號To由高電平轉(zhuǎn)向低電平，脈沖生成電路11的輸出信號Do不變，仍然為低電平。
若低電平信號分別輸入“與非”電路NA1的兩輸入端，由于其輸出端成為高電平，“與非”電路NA1的輸出信號Co在B點(diǎn)由低電平轉(zhuǎn)向高電平。當(dāng)“與非”電路NA1的輸出信號Co為高電平場合，充電電流生成電路4如上所述將充電電流值ic1的充電電流ic向二次電池7供給，使二次電池充電。但是，當(dāng)使向二次電池供給的充電電流ic增加場合，上述軟起動電路15動作，如圖2所示，當(dāng)充電電流ic由第二充電電流值ic2增加到第一充電電流ic1時，由于充電電流ic經(jīng)過所設(shè)定時間ts逐漸增加，因此，能抑制發(fā)生高次諧波噪聲。
若充電電流ic成為第一充電電流值ic1，則半導(dǎo)體芯片溫度再次上升，若在C點(diǎn)超過第一溫度T1，則與上述相同，溫度檢測電路2的輸出信號To和脈沖生成電路11的輸出信號Do分別轉(zhuǎn)向高電平。因此，“與非”電路NA1的輸出信號Co成為低電平，充電電流ic減少到第二充電電流值ic2。結(jié)果，半導(dǎo)體芯片的溫度再次下降。若半導(dǎo)體芯片溫度在D點(diǎn)低于第二溫度T2，雖然溫度檢測電路2的輸出信號To轉(zhuǎn)為低電平，但是由于未經(jīng)過所設(shè)定時間td，脈沖生成電路11的輸出信號Do仍然為高電平。因此，“與非”電路NA1的輸出信號Co保持低電平，充電電流ic也仍然為第二充電電流ic2。若經(jīng)過所設(shè)定時間td，脈沖生成信號11的輸出信號Do在E點(diǎn)成為低電平，則“與非”電路NA1的輸出信號Co轉(zhuǎn)為高電平，充電電流ic逐漸恢復(fù)到第一充電電流值。
這樣，即使半導(dǎo)體芯片溫度快速變化，若一旦充電電流ic成為第二充電電流值ic2，則脈沖生成電路11不使充電電流ic恢復(fù)到第一充電電流值ic1，直到經(jīng)過所設(shè)定時間td。因此，即使使得第一溫度T1和第二溫度T2之差變小，也不會使充電電流ic在第一充電電流值ic1和第二充電電流值ic2之間頻繁切換，能抑制發(fā)生高頻噪聲。進(jìn)而，當(dāng)使充電電流增加場合，使得軟起動15動作，因此，能抑制發(fā)生高次諧波噪聲。
接著，圖3表示溫度檢測電路2的電路例。
在圖3中，溫度檢測電路2由運(yùn)算放大器AMP1、比較器CMP2、基準(zhǔn)電壓發(fā)生電路21、比較電壓生成電路22、PNP晶體管Q1及電阻R1構(gòu)成，基準(zhǔn)電壓發(fā)生電路21生成所設(shè)定基準(zhǔn)電壓Vs輸出，比較電壓生成電路22生成所設(shè)定值的比較電壓Vr輸出。比較器CMP2的輸入具有磁滯特性。運(yùn)算放大器AMP1、基準(zhǔn)電壓發(fā)生電路21、PNP晶體管Q1及電阻R1構(gòu)成溫度檢測電路。
基準(zhǔn)電壓Vs輸入運(yùn)算放大器AMP1的非反相輸入端，運(yùn)算放大器AMP1的反相輸入端與輸出端連接。進(jìn)而，運(yùn)算放大器AMP1的輸出端通過電阻R1與PNP晶體管Q1的發(fā)射極連接，PNP晶體管Q1的基極和集電極分別與接地電壓連接。
比較電壓Vr輸入比較器CMP2的非反相輸入端，比較器CMP2的反相輸入端與PNP晶體管Q1的發(fā)射極連接。由于運(yùn)算放大器AMP1的輸出端成為與基準(zhǔn)電壓Vs相同的電壓，從運(yùn)算放大器AMP1經(jīng)電阻R1向PNP晶體管Q1供給電流。PNP晶體管Q1的基極-發(fā)射極之間電壓Vbe與溫度成反比例，因此，溫度變得愈高，比較器CMP2的反相輸入端電壓變得愈低，而溫度變得愈低，比較器CMP2的反相輸入端電壓變得愈高。
圖4A是表示溫度檢測電路2的輸出信號To的電壓Vto和半導(dǎo)體芯片溫度T或PNP晶體管Q1基極電壓Vbe的關(guān)系例的特性圖。圖4B是說明磁滯特性的電壓范圍圖。
在圖4A、4B中，若半導(dǎo)體芯片溫度T上升到第一溫度T1，則輸出信號To成為高電平，若溫度T降低到第二溫度T2，則輸出信號To成為低電平。通過將比較電壓Vr設(shè)定為表示第一溫度T1或第二溫度T2的電壓，并使得比較器CMP2的磁滯特性的電壓范圍與第一溫度T1時基極電壓Vbe電壓值Vbe1和第二溫度T2時基極電壓Vbe電壓值Vbe2差(即，Vbe2-Vbe1)相等，溫度檢測電路2能由一個比較電壓和一個比較器形成，簡化溫度檢測電路2。
這樣，本發(fā)明第一實(shí)施例的充電電路，若在溫度檢測電路2檢測到的溫度成為所設(shè)定的第一溫度T1以上，則充電控制電路3對充電電流生成電路4，使得向二次電池供給第二充電電流值ic2的充電電流ic，禁止向二次電池供給第一充電電流值ic1的充電電流ic直到經(jīng)過所設(shè)定時間td。因此，即使使得第一溫度T1和第二溫度T2差變小，也不會使得充電電流ic在第一充電電流值ic1和第二充電電流值ic2之間頻繁切換，不延長充電時間，能抑制充電時溫度上升，同時，抑制發(fā)生高頻噪聲。進(jìn)而，當(dāng)使充電電流增加場合，由于使得軟起動電路15動作，能抑制發(fā)生高次諧波噪聲。
另外，在上述說明中，以使充電電路1集成在一個IC中，并且溫度檢測電路2檢測該IC半導(dǎo)體芯片溫度的場合為例作了說明，但也可以構(gòu)成為使上述充電電路1與其他電路一起集成在一個IC中的半導(dǎo)體裝置。
上面參照

了本發(fā)明的實(shí)施例，但本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例。在本發(fā)明技術(shù)思想范圍內(nèi)可以作種種變更，它們都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種充電電路，實(shí)行二次電池充電，其特征在于，包括充電電流生成電路部，根據(jù)輸入的控制信號，在上述二次電池充電時生成所設(shè)定的第一充電電流值和小于該第一充電電流值的第二充電電流值的充電電流中某個，向上述二次電池供給；充電控制電路部，用于控制上述充電電流生成電路部的動作；溫度檢測電路部，用于檢測上述充電電流生成電路部及上述充電控制電路部的周圍溫度；若在上述溫度檢測電路部檢測到的溫度成為所設(shè)定的第一溫度以上，則上述充電控制電路部對上述充電電流生成電路部使得向二次電池供給上述第二充電電流值的充電電流，禁止從上述第二充電電流值切換到上述第一充電電流值，直到經(jīng)過第一預(yù)定時間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的充電電路，其特征在于，若在上述溫度檢測電路部檢測到的溫度成為小于第一溫度的第二溫度以下，同時，開始向上述二次電池供給上述第二充電電流值的充電電流后，經(jīng)過第一預(yù)定時間場合，上述充電控制電路部對上述充電電流生成電路部使得向上述二次電池供給上述第一充電電流值的充電電流。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的充電電路，其特征在于，上述溫度檢測電路部包括溫度-電壓變換電路，用于生成與溫度相對應(yīng)的電壓輸出；比較電壓生成電路，當(dāng)上述溫度成為上述第一溫度或上述第二溫度時，生成與從上述溫度-電壓變換電路輸出的電壓相等的比較電壓輸出；比較器，用于比較上述來自溫度-電壓變換電路的輸出電壓和上述來自比較電壓生成電路的比較電壓；上述比較器具有磁滯特性，該磁滯特性的電壓范圍被設(shè)定為與上述第一溫度時來自上述溫度-電壓變換電路的輸出電壓和上述第二溫度時來自上述溫度-電壓變換電路的輸出電壓差相等的電壓范圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的充電電路，其特征在于，當(dāng)使向二次電池供給的充電電流由上述第二充電電流值增加到上述第一充電電流值場合，使得該充電電流經(jīng)過第二預(yù)定時間逐漸增加。
5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的充電電路，其特征在于，當(dāng)對上述二次電池進(jìn)行恒壓充電場合，上述充電控制電路部停止向上述二次電池的充電電流的電流值切換到與上述溫度檢測電路部檢測到的溫度相對應(yīng)的電流值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的充電電路，其特征在于，上述充電電流生成電路部、充電控制電路部及溫度檢測電路部集成在一個IC中，上述溫度檢測電路部檢測該IC的溫度。
7.一種半導(dǎo)體裝置，設(shè)有實(shí)行二次電池充電的充電電路，其特征在于，上述充電電路包括充電電流生成電路部，根據(jù)輸入的控制信號，在上述二次電池充電時生成所設(shè)定的第一充電電流值和小于該第一充電電流值的第二充電電流值中某個，向上述二次電池供給；充電控制電路部，用于控制上述充電電流生成電路部的動作；溫度檢測電路部，用于檢測上述充電電流生成電路部及上述充電控制電路部的周圍溫度；若在上述溫度檢測電路部檢測到的溫度成為所設(shè)定的第一溫度以上，上述充電控制電路部對上述充電電流生成電路部使得向二次電池供給上述第二充電電流值的充電電流，禁止上述第二充電電流值切換到上述第一充電電流值，直到經(jīng)過第一預(yù)定時間。
全文摘要
本發(fā)明涉及實(shí)行二次電池充電的充電電路及設(shè)有該電路的半導(dǎo)體裝置。若在溫度檢測電路(2)檢測到的溫度成為所設(shè)定的第一溫度(T1)以上，則充電控制電路(3)對充電電流生成電路(4)進(jìn)行控制，使得向二次電池(7)供給第二充電電流值(ic2)，禁止向二次電池供給第一充電電流值(ic1)直到經(jīng)過預(yù)定時間(td)。能提供不延長充電時間、能抑制充電時溫度上升、同時能抑制發(fā)生高頻噪聲的充電電路及設(shè)有該電路的半導(dǎo)體裝置。
文檔編號H02J7/00GK1893217SQ20061010111
公開日2007年1月10日 申請日期2006年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月5日
發(fā)明者池田順一, 真鍋晉也 申請人:株式會社理光