JP6530446B2 - Semiconductor device and control method of semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明は、太陽電池から二次電池への充電を制御する場合において、太陽電池から二次電池への充電経路が遮断された場合の二次電池の電力の損失を抑える半導体装置及び半導体装置の制御方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device and a semiconductor device capable of suppressing the loss of power of a secondary battery when the charge path from the solar battery to the secondary battery is interrupted when controlling the charge from the solar battery to the secondary battery. It relates to a control method.
太陽電池から二次電池へ充電を行う充電制御システムとしては、例えば特許文献1に開示されているように、二次電池から太陽電池への電流の逆流を防止し、かつ太陽電池から二次電池への充電を行う際の電力の損失を低減することを目的として、太陽電池から二次電池への電力の充電をスイッチ素子により制御するものが知られている。 As a charge control system for charging from a solar cell to a secondary battery, for example, as disclosed in Patent Document 1, backflow of current from the secondary battery to the solar cell is prevented, and from the solar cell to the secondary battery In order to reduce the loss of electric power when charging the battery, it is known to control the charging of the electric power from the solar cell to the secondary cell by a switch element.
図10は、特許文献1に開示された充電制御システムを概略的に示したものである。同システムは、大きくは太陽電池1と、二次電池2と、太陽電池1と二次電池2とを接続する伝送路3を備えている。なお、説明の便宜上、太陽電池1の正電極側と二次電池2の正電極側とを接続する伝送路3を伝送路3Hとし、太陽電池1の負電極側と二次電池2の負電極側とを接続する伝送路3を伝送路3Lとしてそれぞれ区別することとする。同システムは、さらに、抵抗R3及び抵抗R4を備えて伝送路3Hと伝送路3Lとに接続された伝送路4と、抵抗R1及び抵抗R2を備えて伝送路3Hと伝送路3Lとに接続された伝送路6とを備える。また、同システムは、伝送路4の抵抗R3と抵抗R4とにより分圧された二次電池2の電圧と、伝送路6の抵抗R1と抵抗R2とにより分圧された太陽電池1の電圧とを比較するコンパレータ7と、伝送路3H上であって伝送路4と伝送路6との間に設けられ、コンパレータ7の出力に応じて伝送路3を遮断するP型MOSトランジスタ12と、を備えている。なお、二次電池2と伝送路3と伝送路4とは閉回路を構成している。 FIG. 10 schematically shows the charge control system disclosed in Patent Document 1. As shown in FIG. The system mainly includes a solar cell 1, a secondary battery 2, and a transmission path 3 connecting the solar battery 1 and the secondary battery 2. For convenience of explanation, the transmission path 3 connecting the positive electrode side of the solar cell 1 and the positive electrode side of the secondary cell 2 is referred to as a transmission path 3 H. The negative electrode side of the solar cell 1 and the negative electrode of the secondary cell 2 The transmission path 3 connecting to the side is distinguished as the transmission path 3L. The system further includes a transmission line 4 provided with a resistor R3 and a resistance R4 and connected to the transmission line 3H and the transmission line 3L, a resistor R1 and a resistance R2, and connected to the transmission line 3H and the transmission line 3L. And the transmission line 6. In the same system, the voltage of the secondary battery 2 divided by the resistors R3 and R4 of the transmission line 4 and the voltage of the solar cell 1 divided by the resistors R1 and R2 of the transmission line 6 And a P-type MOS transistor 12 provided on the transmission path 3H between the transmission path 4 and the transmission path 6 and blocking the transmission path 3 in accordance with the output of the comparator 7 ing. The secondary battery 2, the transmission line 3 and the transmission line 4 constitute a closed circuit.
従来の同システムの動作としては、伝送路4の抵抗R3と抵抗R4とにより分圧された二次電池2の電圧と、伝送路6の抵抗R1と抵抗R2とにより分圧された太陽電池1の電圧とをコンパレータ7で比較し、太陽電池1の電圧と二次電池2の電圧との電圧差が規定値以上である場合には、コンパレータ7からローレベルを出力してP型MOSトランジスタ12をオンして太陽電池1から二次電池2に充電を行い、太陽電池1の電圧と二次電池2の電圧との電圧差が規定値以下である場合には、コンパレータ7からハイレベルを出力してP型MOSトランジスタ12をオフして太陽電池1から二次電池2への充電を遮断することで行っていた。 As the operation of the conventional system, the voltage of the secondary battery 2 divided by the resistors R3 and R4 of the transmission line 4 and the solar cell 1 divided by the resistors R1 and R2 of the transmission line 6 When the voltage difference between the voltage of the solar cell 1 and the voltage of the secondary battery 2 is equal to or greater than the specified value, the comparator 7 outputs a low level to output the P-type MOS transistor 12. Is turned on to charge the secondary battery 2 from the solar cell 1, and when the voltage difference between the voltage of the solar cell 1 and the voltage of the secondary battery 2 is less than the specified value, the comparator 7 outputs a high level Then, the P-type MOS transistor 12 is turned off to interrupt the charge from the solar cell 1 to the secondary cell 2.
しかしながら、上述したような従来の充電制御システムにおいては、スイッチ素子をオフして太陽電池から二次電池への充電を遮断する制御を行った場合、二次電池の電力が無駄に消費されてしまうという問題があった。例えば、図10においては、P型MOSトランジスタ12がオフされると、二次電池2からの電流が二次電池2と伝送路3と伝送路4とで構成された閉回路に流れてしまうため、二次電池2の電力の無駄な消費、すなわち損失につながっていた。 However, in the conventional charge control system as described above, when control is performed to turn off the switch element to shut off the charge from the solar cell to the secondary cell, the power of the secondary cell is wasted unnecessarily. There was a problem that. For example, in FIG. 10, when the P-type MOS transistor 12 is turned off, the current from the secondary battery 2 flows to the closed circuit formed by the secondary battery 2, the transmission path 3 and the transmission path 4. , Wasted consumption of the power of the secondary battery 2, that is, leading to loss.
そこで、本発明は、上記問題を解決するために、二次電池への充電経路が遮断された場合の二次電池の電力の損失を抑える半導体装置を提供する。 Therefore, the present invention provides a semiconductor device that suppresses the loss of power of the secondary battery when the charge path to the secondary battery is interrupted in order to solve the above-mentioned problems.
本発明に係る半導体装置は、二次電池の一方の電極が電気的に接続される第1の端子と、該二次電池を充電する充電電圧が与えられる第2の端子との間に配置される第1の遮断部と、前記第2の端子から駆動電力が供給され、前記二次電池の分圧と前記充電電圧の分圧とを比較し、比較結果を前記第1の遮断部に出力する比較部と、を有し、前記二次電池の分圧及び前記充電電圧の分圧は、前記第2の端子から駆動電力が供給されるバイアス生成部から出力されるバイアス電圧に応じて発生し、前記二次電池の分圧を生成し、前記充電電圧の低下に伴って電流経路が遮断される分圧回路を更に含む。 The semiconductor device according to the present invention is disposed between a first terminal to which one electrode of the secondary battery is electrically connected and a second terminal to which a charging voltage for charging the secondary battery is applied. Driving power is supplied from the first terminal and the second terminal, and the partial pressure of the secondary battery is compared with the partial voltage of the charging voltage, and the comparison result is output to the first a comparing unit for, was closed, partial pressures of and the charging voltage of the secondary battery is generated in response to a bias voltage driving power from the second terminal is output from the bias generator to be supplied And a voltage dividing circuit that generates a partial pressure of the secondary battery and cuts off a current path as the charging voltage decreases.
本発明の半導体装置によれば、二次電池への充電経路が遮断された場合の二次電池の電力の損失を抑えることが可能となる。 According to the semiconductor device of the present invention, it is possible to suppress the loss of power of the secondary battery when the charge path to the secondary battery is interrupted.
本発明にかかる充電制御システムについて、図面を参照して以下で詳細に説明する。 The charge control system according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1は、本発明にかかる充電制御システムの第1の実施形態を示す図である。
First Embodiment
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of a charge control system according to the present invention.
第1の実施形態にかかる充電制御システムは、太陽電池10と、太陽電池10に接続され、太陽電池10から出力される電力を伝送する第1の伝送路30と、第1の伝送路30に接続され、太陽電池10から出力される電力の供給を受ける二次電池20と、第1の伝送路30に接続され、第1の伝送路30と二次電池20と共に閉回路50を構成する第2の伝送路40と、太陽電池10からの出力に基づく電圧と、第2の伝送路40に接続されて第2の伝送路40を介して伝送される二次電池20からの出力に基づく電圧とを比較する比較部としてのコンパレータ70と、を備え、第1の伝送路30は、コンパレータ70において太陽電池10から出力される電圧が二次電池20から出力される電圧以下であると判定された場合に第1の伝送路30を遮断する第1の遮断部としてのP型MOSトランジスタ120を備え、第2の伝送路40は、第1の伝送路30が遮断された後、太陽電池10の電力の低下に伴って第2の伝送路40を遮断する第2の遮断部としてのN型MOSトランジスタ42を備えていることを特徴とする。 The charge control system according to the first embodiment includes a first transmission path 30 connected to the solar cell 10 and the solar cell 10 and transmitting the power output from the solar cell 10, and the first transmission path 30. A secondary battery 20 connected and receiving supply of power output from the solar battery 10, and a first transmission path 30, and a closed circuit 50 together with the first transmission path 30 and the secondary battery 20 Voltage based on the output from the solar cell 10, and voltage based on the output from the secondary battery 20 connected to the second transmission path 40 and transmitted via the second transmission path 40 And the first transmission path 30 is determined in the comparator 70 that the voltage output from the solar cell 10 is less than or equal to the voltage output from the secondary cell 20. The first transmission if The second transmission path 40 is provided with a P-type MOS transistor 120 as a first blocking portion for blocking 30. After the first transmission path 30 is blocked, the second transmission path 40 is connected to the second transmission path 40 as the power of the solar cell 10 decreases. It is characterized in that an N-type MOS transistor 42 is provided as a second blocking section for blocking the second transmission path 40.
第1の実施形態にかかる充電制御システムについて以下で詳細に説明する。 The charge control system according to the first embodiment will be described in detail below.
太陽電池10は、太陽光を吸収することが可能な図示しない太陽パネルと電気的に接続されており、吸収した太陽光を電力に変換することが可能な発電手段である。 The solar cell 10 is electrically connected to a solar panel (not shown) capable of absorbing sunlight, and is a power generation means capable of converting the absorbed sunlight into electric power.
二次電池20は、太陽電池10から供給される電力を蓄える機能を備えた蓄電池である。 The secondary battery 20 is a storage battery having a function of storing power supplied from the solar cell 10.
第1の伝送路30は、太陽電池10の電力を二次電池20に伝送するものであり、その始点30aが太陽電池10の正電極側に、その終点30dが太陽電池10の負電極側に接続され、中間点30bが二次電池20の正電極側に、中間点30cが二次電池20の負電極側にそれぞれ接続されている。すなわち、第1の伝送路30は太陽電池10と二次電池20とを結ぶ閉循環路として構成され、太陽電池10から出力された電力は、第1の伝送路30を介して二次電池20へと供給される。なお、第1の伝送路30の低電位30L側は、例えばGND電位となっている。 The first transmission path 30 transmits the power of the solar cell 10 to the secondary cell 20, and its start point 30a is on the positive electrode side of the solar cell 10 and its end point 30d is on the negative electrode side of the solar cell 10. The intermediate point 30 b is connected to the positive electrode side of the secondary battery 20, and the intermediate point 30 c is connected to the negative electrode side of the secondary battery 20. That is, the first transmission path 30 is configured as a closed circuit connecting the solar cell 10 and the secondary cell 20, and the power output from the solar cell 10 is transmitted through the first transmission path 30 to the secondary cell 20. Supplied to The low potential 30L side of the first transmission path 30 is, for example, the GND potential.
ここで、第1の伝送路30は、説明の便宜上、太陽電池10の正電極と二次電池20と正電極とを接続する伝送路、すなわち、始点30aから中間点30bに至るまでの第1の伝送路30を高電位30H側と称し、太陽電池10の負電極と二次電池20の負電極とを接続する伝送路、すなわち、中間点30cから終点30dまでに至る第1の伝送路30を低電位側30L側と称する。第1の伝送路30は、高電位30H側と低電位30L側とに区画されて形成されている。 Here, the first transmission path 30 is a transmission path connecting the positive electrode of the solar cell 10, the secondary cell 20, and the positive electrode for convenience of explanation, that is, the first transmission path from the starting point 30a to the middle point 30b. The transmission line 30 is referred to as the high potential 30H side, and is a transmission line connecting the negative electrode of the solar cell 10 and the negative electrode of the secondary cell 20, that is, the first transmission line 30 from the middle point 30c to the end point 30d. Is referred to as the low potential side 30L side. The first transmission path 30 is formed to be divided into a high potential 30H side and a low potential 30L side.
第2の伝送路40は、第1の抵抗素子としての抵抗素子41と第2の遮断部としてのN型MOSトランジスタ42とを備えて構成され、第1の伝送路30上において二次電池20と並列に接続されている。抵抗素子41の一端は、第1の伝送路30の高電位30H側に接続されており、N型MOSトランジスタ42は、抵抗素子41と直列に、詳しくは、ドレインDが抵抗素子41の他端に、ソースSが第1の伝送路30の低電位30L側にそれぞれ接続されている。これにより、第2の伝送路40は、二次電池20と並列に接続されており、また、第1の伝送路30と二次電池20と共に閉回路50を構成している。なお、第2の伝送路40において、N型MOSトランジスタ42は後述する定電流バイアス生成部80から供給されるバイアス電圧VCによって定電流源として動作し、抵抗素子41とN型MOSトランジスタ42とで二次電池20の電圧を分圧させる構成となっている。 The second transmission line 40 includes a resistance element 41 as a first resistance element and an N-type MOS transistor 42 as a second blocking portion, and the secondary battery 20 is formed on the first transmission line 30. And are connected in parallel. One end of the resistive element 41 is connected to the high potential 30H side of the first transmission path 30, and the N-type MOS transistor 42 is in series with the resistive element 41, and more specifically, the drain D is the other end of the resistive element 41 The source S is connected to the low potential 30 L side of the first transmission path 30. Thus, the second transmission line 40 is connected in parallel to the secondary battery 20, and constitutes a closed circuit 50 together with the first transmission line 30 and the secondary battery 20. In the second transmission path 40, the N-type MOS transistor 42 operates as a constant current source by a bias voltage VC supplied from a constant current bias generation unit 80 described later, and the resistance element 41 and the N-type MOS transistor 42 The voltage of the secondary battery 20 is divided.
第3の伝送路60は、第2の抵抗素子としての抵抗素子61と第3の遮断部としてのN型MOSトランジスタ62とを備えて構成され、第2の伝送路40よりも太陽電池10側の第1の伝送路30上において、太陽電池10と並列に接続されている。抵抗素子61の一端は、第1の伝送路30の高電位30H側に接続されており、N型MOSトランジスタ62は、抵抗素子61と直列に、詳しくは、ドレインDが抵抗素子61の他端に、ソースSが第1の伝送路30の低電位30L側にそれぞれ接続されている。これにより、第3の伝送路60は、太陽電池10と並列に接続されており、また、第1の伝送路30と二次電池10と共に閉回路を構成している。なお、第3の伝送路60は、N型MOSトランジスタ62が後述する定電流バイアス生成部80から供給される電圧によって定電流源として動作し、抵抗素子61とN型MOSトランジスタ62とで太陽電池10の電圧を分圧させる構成となっている。 The third transmission path 60 is configured to include a resistive element 61 as a second resistive element and an N-type MOS transistor 62 as a third blocking portion, and the solar cell 10 side of the second transmission path 40 The first transmission line 30 is connected in parallel with the solar cell 10. One end of the resistive element 61 is connected to the high potential 30H side of the first transmission path 30, and the N-type MOS transistor 62 is in series with the resistive element 61, and more specifically, the drain D is the other end of the resistive element 61 The source S is connected to the low potential 30 L side of the first transmission path 30. Thus, the third transmission path 60 is connected in parallel to the solar cell 10, and forms a closed circuit together with the first transmission path 30 and the secondary cell 10. The third transmission path 60 operates as a constant current source by a voltage supplied from a constant current bias generation unit 80 described later by the N-type MOS transistor 62, and a solar cell is formed by the resistance element 61 and the N-type MOS transistor 62. The voltage of 10 is divided.
コンパレータ70は、反転入力端子(−)が第2の伝送路40を構成する抵抗素子41とN型MOSトランジスタ42との共通接続点に接続され、非反転入力端子(+)が、第3の伝送路60を構成する抵抗素子61とN型MOSトランジスタ62との共通接続点に接続されている。これにより、コンパレータ70の反転入力端子(−)には、抵抗素子41とN型MOSトランジスタ42とによって分圧された二次電池20の電圧が入力される。また、コンパレータ70の非反転入力端子(+)には、抵抗素子61とN型MOSトランジスタ62とによって分圧された太陽電池10の電圧が入力されることとなる。 The comparator 70 has an inverting input terminal (-) connected to the common connection point of the resistance element 41 and the N-type MOS transistor 42 constituting the second transmission path 40, and a non-inverting input terminal (+) has a third It is connected to the common connection point of the resistance element 61 and the N-type MOS transistor 62 which constitute the transmission path 60. Thereby, the voltage of the secondary battery 20 divided by the resistance element 41 and the N-type MOS transistor 42 is input to the inverting input terminal (−) of the comparator 70. Further, the voltage of the solar cell 10 divided by the resistance element 61 and the N-type MOS transistor 62 is input to the non-inversion input terminal (+) of the comparator 70.
ここで、説明の便宜上、太陽電池10の電圧をVSC、抵抗素子61とN型MOSトランジスタ62とによって分圧された太陽電池10の電圧を入力太陽電池電圧VSCin、抵抗素子41とN型MOSトランジスタ42とによって分圧された二次電池20の電圧を入力二次電池電圧VDDinとしてそれぞれ定義する。 Here, for convenience of explanation, the voltage of the solar cell 10 is divided by VSC, the voltage of the solar cell 10 divided by the resistance element 61 and the N-type MOS transistor 62 is input solar cell voltage VSCin, the resistance element 41 and the N-type MOS transistor The voltage of the secondary battery 20 divided by 42 is defined as an input secondary battery voltage VDDin.
コンパレータ70は、入力太陽電池電圧VSCinと入力二次電池電圧VDDinとを比較し、「VSCin>VDDin」である場合にはハイレベル、「VSCin≦VDDin」となった場合にはローレベルをそれぞれ出力する。 The comparator 70 compares the input solar battery voltage VSCin with the input secondary battery voltage VDDin, and outputs “high” when “VSCin> VDDin”, and outputs “low” when “VSCin ≦ VDDin”. Do.
定電流バイアス生成部80は、第1の伝送路30の高電位30H側に接続されて太陽電池10から電力の供給を受けると共に、太陽電池10から供給される電力を利用して生成したバイアス電圧VCをN型MOSトランジスタ42のゲートGに印加する。また、定電流バイアス生成部80で生成したバイアス電圧VCは、さらにN型MOSトランジスタ62のゲートGにも印加する構成、すなわちN型MOSトランジスタ42とN型MOSトランジスタ62に対してカレントミラー接続としている。こうしたカレントミラー接続は後述の図2で明らかにされる。こうしたカレントミラー接続を用いた場合には、N型MOSトランジスタ42及びN型MOSトランジスタ62の各ゲートGに同じタイミングで定電流バイアス生成部80からバイアス電圧VCを印加することができるため、第2の伝送路40を介してコンパレータ70に供給される二次電池20の電圧と、第3の伝送路60を介してコンパレータ70に供給される太陽電池10の電圧とに対してなされる分圧を、同じタイミングで且つ同じ割合で提供することができる。 The constant current bias generation unit 80 is connected to the high potential 30H side of the first transmission path 30, receives power supply from the solar cell 10, and generates a bias voltage generated using the power supplied from the solar cell 10. VC is applied to the gate G of the N-type MOS transistor 42. The bias voltage VC generated by the constant current bias generation unit 80 is also applied to the gate G of the N-type MOS transistor 62, that is, as a current mirror connection to the N-type MOS transistor 42 and the N-type MOS transistor 62. There is. Such current mirror connections are clarified in FIG. 2 below. When such current mirror connection is used, the bias voltage VC can be applied from the constant current bias generation unit 80 to the gates G of the N-type MOS transistor 42 and the N-type MOS transistor 62 at the same timing. The partial pressure applied to the voltage of the secondary battery 20 supplied to the comparator 70 via the transmission line 40 of FIG. 1 and the voltage of the solar cell 10 supplied to the comparator 70 via the third transmission line 60 , At the same time and at the same rate.
なお、第1の実施形態では、定電流バイアス生成部80が太陽電池10から供給される電力を利用してN型MOSトランジスタ42、及びN型MOSトランジスタ62のゲートGにバイアス電圧VCを印加しているので、充電制御システムが、例えば暗闇等に配置されて太陽電池10からの電力の供給がなくなった場合には、定電流バイアス生成部80からN型MOSトランジスタ42及びN型MOSトランジスタ62のゲートGへの電圧の印加が停止されることとなる。そして、定電流バイアス生成部80からの電圧の印加が停止されると、N型MOSトランジスタ42及びN型MOSトランジスタ62はオフとなるため、第2の伝送路40及び第3の伝送路60には電流が流れなくなる。 In the first embodiment, the constant current bias generation unit 80 applies the bias voltage VC to the gate G of the N-type MOS transistor 42 and the N-type MOS transistor 62 using the power supplied from the solar cell 10. Therefore, when the charge control system is disposed, for example, in the dark, and the supply of power from the solar cell 10 is lost, the constant current bias generation unit 80 generates the N-type MOS transistor 42 and the N-type MOS transistor 62 The application of the voltage to the gate G is stopped. When the application of the voltage from the constant current bias generation unit 80 is stopped, the N-type MOS transistor 42 and the N-type MOS transistor 62 are turned off, so the second transmission path 40 and the third transmission path 60 are No current flows.
第3の抵抗素子としての抵抗素子90は、一端が第1の伝送路30の高電位30Hに接続されている。 One end of a resistive element 90 as a third resistive element is connected to the high potential 30H of the first transmission path 30.
N型MOSトランジスタ100は、一端としてのドレインDが抵抗素子90の他端と接続され、他端としてのソースSが第1の伝送路30の低電位30L側に接続され、コンパレータ70の出力がゲートGに印加される構成となっている。なお、抵抗素子90とN型MOSトランジスタ100との接続点を便宜上「接続点110」と称する。 In the N-type MOS transistor 100, the drain D as one end is connected to the other end of the resistance element 90, the source S as the other end is connected to the low potential 30L side of the first transmission path 30, and the output of the comparator 70 is It is configured to be applied to the gate G. The connection point between the resistance element 90 and the N-type MOS transistor 100 is referred to as a “connection point 110” for the sake of convenience.
P型MOSトランジスタ120は、一定の条件下で、第1の伝送路30の導電路を遮断して太陽電池10から二次電池20への電力の供給を停止するスイッチ素子の役割を担う。P型MOSトランジスタ120は、抵抗素子90と第1の伝送路30との接続箇所よりも太陽電池10側であって第3の伝送路60と第1の伝送路30との接続箇所よりも二次電池20側の第1の伝送路30の高電位30H側に直列に接続されている。言い換えれば、抵抗素子90は第1の伝送路30の高電位30H側であってP型MOSトランジスタ120よりも二次電池20側に接続されている。P型MOSトランジスタ120は、ソースSが二次電池20側に接続され、ドレインDが太陽電池10側に接続され、ゲートGがN型MOSトランジスタ100のドレインDと抵抗素子90との接続点110に接続されている。P型MOSトランジスタ120は、コンパレータ70の出力に応じて第1の伝送路30を導通させ、また、遮断させる。詳しくは、P型MOSトランジスタ120は、コンパレータ70からの出力がハイレベルである場合には、N型MOSトランジスタ100がオンして接続点110が第1の伝送路30の低電位30L側の電位とほぼ同じとなり、これによりゲートGにローレベルが印加されてオンする。一方、コンパレータ70の出力がローレベルの場合には、N型MOSトランジスタ100はオフして接続点110が二次電池20と同等の電位となり、これによりゲートGにハイレベルが印加されてオフする。すなわち、P型MOSトランジスタ120は、N型MOSトランジスタ100の動作に応じて変動する抵抗素子90とN型MOSトランジスタ100の間の電位に応じてオンオフ動作を行う。P型MOSトランジスタ120がオンしている間は、太陽電池10から二次電池20への電力の充電が行われ、オフしている間は該充電が行われない。 The P-type MOS transistor 120 plays a role of a switch element that shuts off the conductive path of the first transmission path 30 to stop the supply of power from the solar cell 10 to the secondary cell 20 under certain conditions. The P-type MOS transistor 120 is located closer to the solar cell 10 than the connection point between the resistive element 90 and the first transmission line 30 and two more than the connection point between the third transmission line 60 and the first transmission line 30. It is connected in series to the high potential 30H side of the first transmission line 30 on the secondary battery 20 side. In other words, the resistive element 90 is connected to the high potential 30 H side of the first transmission path 30 and to the secondary battery 20 side more than the P-type MOS transistor 120. In the P-type MOS transistor 120, the source S is connected to the secondary battery 20 side, the drain D is connected to the solar cell 10 side, and the gate G is a connection point 110 between the drain D of the N-type MOS transistor 100 and the resistance element 90. It is connected to the. The P-type MOS transistor 120 turns on and off the first transmission path 30 according to the output of the comparator 70. More specifically, in the P-type MOS transistor 120, when the output from the comparator 70 is at high level, the N-type MOS transistor 100 is turned on, and the potential at the connection point 110 is the low potential 30L side of the first transmission path 30. It is almost the same as the above, whereby a low level is applied to the gate G to turn it on. On the other hand, when the output of the comparator 70 is at low level, the N-type MOS transistor 100 is turned off and the connection point 110 has the same potential as that of the secondary battery 20, thereby applying high level to the gate G to turn off. . That is, the P-type MOS transistor 120 performs on / off operation according to the potential between the resistive element 90 and the N-type MOS transistor 100 which fluctuates according to the operation of the N-type MOS transistor 100. While the P-type MOS transistor 120 is on, charging of power from the solar cell 10 to the secondary battery 20 is performed, and the charging is not performed while the P-type MOS transistor 120 is off.
図2は、第1の実施形態に用いられる定電流バイアス生成部80の具体的な回路構成を示している。 FIG. 2 shows a specific circuit configuration of the constant current bias generation unit 80 used in the first embodiment.
第1の実施形態に用いられる定電流バイアス生成部80は、第1の伝送路に接続されており、第1のカレントミラー回路81と第2のカレントミラー回路82と抵抗R1とで構成されている。第1のカレントミラー回路81は、P型MOSトランジスタP1とP型MOSトランジスタP2とで構成されている。第2のカレントミラー回路82は、N型MOSトランジスタN1とN型MOSトランジスタN2とで構成されている。 The constant current bias generation unit 80 used in the first embodiment is connected to the first transmission path, and includes a first current mirror circuit 81, a second current mirror circuit 82, and a resistor R1. There is. The first current mirror circuit 81 is composed of a P-type MOS transistor P1 and a P-type MOS transistor P2. The second current mirror circuit 82 is composed of an N-type MOS transistor N1 and an N-type MOS transistor N2.
P型MOSトランジスタP1及びP型MOSトランジスタP2は、各々が第1の伝送路30の高電位30H側に接続されている。詳細には、ソースSが第1の伝送路30の高電位30H側に接続されており、両者のゲートGはP型MOSトランジスタP1のドレインDに共通接続されている。 Each of the P-type MOS transistor P1 and the P-type MOS transistor P2 is connected to the high potential 30H side of the first transmission path 30. Specifically, the source S is connected to the high potential 30H side of the first transmission path 30, and the gates G of the two are commonly connected to the drain D of the P-type MOS transistor P1.
N型MOSトランジスタN1は、ドレインDがP型MOSトランジスタP1のドレインDと接続されており、N型MOSトランジスタN2は、ドレインDがN型MOSトランジスタのドレインDと接続されている。また、N型MOSトランジスタN2のソースSは第1の伝送路30の低電位30L側に接続されており、N型MOSトランジスタN1とN型MOSトランジスタN2のゲートGは共通接続されている。さらに、両者のゲートGはN型MOSトランジスタN2のドレインDに共通接続されている。また、N型MOSトランジスタN1及びN型MOSトランジスタN2のゲートGはN型MOSトランジスタ42及びN型MOSトランジスタ62のゲートGとカレントミラー接続されている。 The drain D of the N-type MOS transistor N1 is connected to the drain D of the P-type MOS transistor P1, and the drain D of the N-type MOS transistor N2 is connected to the drain D of the N-type MOS transistor. The source S of the N-type MOS transistor N2 is connected to the low potential 30L side of the first transmission path 30, and the gates G of the N-type MOS transistor N1 and the N-type MOS transistor N2 are commonly connected. Furthermore, both gates G are commonly connected to the drain D of the N-type MOS transistor N2. The gates G of the N-type MOS transistor N1 and the N-type MOS transistor N2 are current mirror connected to the gates G of the N-type MOS transistor 42 and the N-type MOS transistor 62, respectively.
抵抗R1は、一端がN型MOSトランジスタN1のソースSに接続されており、他端が第1の伝送路30の低電位30L側に接続されている。 One end of the resistor R1 is connected to the source S of the N-type MOS transistor N1, and the other end is connected to the low potential 30L side of the first transmission path 30.
上記構成を備えた定電流バイアス生成部80から出力されるバイアス電圧VCは、N型MOSトランジスタ42及びN型MOSトランジスタ62のゲートGに印加される。N型MOSトランジスタ42及びN型MOSトランジスタ62に印加されるバイアス電圧VCは、上述したP型MOSトランジスタP1、P型MOSトランジスタP2、N型MOSトランジスタN1、及びN型MOSトランジスタN2の電気的特性、並びに抵抗R1によって適宜設定することができる。 The bias voltage VC output from the constant current bias generation unit 80 having the above configuration is applied to the gates G of the N-type MOS transistor 42 and the N-type MOS transistor 62. The bias voltage VC applied to the N-type MOS transistor 42 and the N-type MOS transistor 62 is the electrical characteristics of the above-described P-type MOS transistor P1, P-type MOS transistor P2, N-type MOS transistor N1 and N-type MOS transistor N2. , And can be set appropriately by the resistor R1.
図3は、第1の実施形態にかかる充電制御システムの充電状態を示すタイムチャートである。第1の本実施形態にかかる充電制御システムの動作について、図3を踏まえて説明する。 FIG. 3 is a time chart showing the charge state of the charge control system according to the first embodiment. The operation of the charge control system according to the first embodiment will be described based on FIG.
図3は、コンパレータ70に入力される入力太陽電池電圧VSCin及び入力二次電池電圧VDDinの径時変化を表し、縦軸にその大きさVを、横軸に時間経過Tをそれぞれ示している。また、電圧VSCin及び電圧VDDinは、それぞれ参照符号Y1(実線)及びY2(点線)で示している。 FIG. 3 shows temporal changes of the input solar battery voltage VSCin and the input secondary battery voltage VDDin input to the comparator 70, with the vertical axis representing the magnitude V and the horizontal axis representing the time lapse T, respectively. The voltage VSCin and the voltage VDDin are indicated by reference signs Y1 (solid line) and Y2 (dotted line), respectively.
図3に示す期間T1、T2、T3、T4、及びT5において、時刻F,S,TH,FOはそれぞれ期間T1−T2、T2−T3、T3−T4、及びT4−T5の境界の時刻をそれぞれ表し、時刻FIは期間T5の終端にあたる時刻を表している。 In periods T1, T2, T3, T4 and T5 shown in FIG. 3, times F, S, TH and FO respectively indicate the time of the boundary of periods T1-T2, T2-T3, T3-T4 and T4-T5, respectively. Time FI represents the end of the period T5.
期間T1では、日照量が多く太陽電池10では一定の発電がなされている。このため、定電流バイアス生成部80からN型MOSトランジスタ42及びN型MOSトランジスタ62の各ゲートGには一定の電圧が印加され、N型MOSトランジスタ42及びN型MOSトランジスタ62は各々オンしており、第2の伝送路40には二次電池20からの電流が流れ、第3の伝送路60には太陽電池10からの電流が流れている。また、期間T1では、太陽電池10の電圧VSCと二次電池20の電圧VDDとの間に「VSC>VDD」が成り立っている。この場合、入力太陽電池電圧VSCinと入力二次電池電圧VDDinとの間には、「VSCin>VDDin」が成り立っている。従って、コンパレータ70からはハイレベルが出力され、これによってN型MOSトランジスタ100がオンして接続点110の電位が低電位30L側の電位と同等となるため、P型MOSトランジスタ120のゲートGにはローレベルが印加されてP型MOSトランジスタ120はオンし、太陽電池10の電力は第1の伝送路30を介して二次電池20に供給される。 In the period T1, the solar cell 10 generates a large amount of sunlight and constant power generation is performed. Therefore, a constant voltage is applied from constant current bias generation unit 80 to each gate G of N-type MOS transistor 42 and N-type MOS transistor 62, and N-type MOS transistor 42 and N-type MOS transistor 62 are turned on. The current from the secondary battery 20 flows through the second transmission path 40, and the current from the solar cell 10 flows through the third transmission path 60. Further, in the period T1, “VSC> VDD” is established between the voltage VSC of the solar cell 10 and the voltage VDD of the secondary cell 20. In this case, “VSCin> VDDin” is established between the input solar battery voltage VSCin and the input secondary battery voltage VDDin. Therefore, the comparator 70 outputs a high level, which turns on the N-type MOS transistor 100 to make the potential at the connection point 110 equal to the potential at the low potential 30 L side. A low level is applied to turn on the P-type MOS transistor 120, and the power of the solar cell 10 is supplied to the secondary cell 20 via the first transmission path 30.
期間T2〜T4では、太陽パネルに太陽光があたっていないか、もしくは日陰等でほとんど当たっていない状態であり、これにより太陽電池10の電圧VSCが時間と共に低下している。 In the period T2 to T4, the solar panel is not exposed to sunlight or hardly hit by a shade or the like, whereby the voltage VSC of the solar cell 10 decreases with time.
時刻Fになって期間T2になると、太陽電池の電圧VSCと二次電池20の電圧VDDとの間に「VSC>VDD」が成り立っている。この場合、期間T1の場合と同様に第2の伝送路40には太陽電池10からの電流が流れ、第3の伝送路60には二次電池20からの電流が流れている。この場合、入力太陽電池電圧VSCinと入力二次電池電圧VDDinとの間には、「VSCin>VDDin」が成り立っている。従って、期間T1の場合と同様にP型MOSトランジスタ120はオンし、太陽電池10の電力は第1の伝送路30を介して二次電池20に供給される。 When time F is reached and period T2 is reached, “VSC> VDD” is established between the voltage VSC of the solar cell and the voltage VDD of the secondary cell 20. In this case, the current from the solar cell 10 flows in the second transmission path 40 and the current from the secondary battery 20 flows in the third transmission path 60 as in the case of the period T1. In this case, “VSCin> VDDin” is established between the input solar battery voltage VSCin and the input secondary battery voltage VDDin. Therefore, as in the case of the period T1, the P-type MOS transistor 120 is turned on, and the power of the solar cell 10 is supplied to the secondary cell 20 via the first transmission path 30.
一方、時刻Sでは、入力太陽電池電圧VSCinと入力二次電池電圧VDDinとの間に「VSCin=VDDin」が成り立っている。そして、時刻S以降の期間T3とT4では、入力太陽電池電圧VSCinと入力二次電池電圧VDDinとの間に「VSCin<VDDin」が成り立っている。 On the other hand, at time S, “VSCin = VDDin” holds between the input solar battery voltage VSCin and the input secondary battery voltage VDDin. And in periods T3 and T4 after time S, “VSCin <VDDin” is established between the input solar battery voltage VSCin and the input secondary battery voltage VDDin.
期間T3では、入力太陽電池電圧VSCinと入力二次電池電圧VDDinとの間には「VSCin≦VDDin」が成り立っている。このため、時刻Sになって「VSCin=VDDin」となった時点でコンパレータ70からはローレベルが出力され、これによってN型MOSトランジスタ100がオフして接続点110の電位が二次電池20と同等の電位となるため、P型MOSトランジスタ120のゲートGには一定の電圧が印加されてP型MOSトランジスタ120はオフし、太陽電池10から二次電池20への電力の供給路である第1の伝送路30は遮断されている。 In the period T3, “VSCin ≦ VDDin” is established between the input solar battery voltage VSCin and the input secondary battery voltage VDDin. For this reason, when it becomes time S and "VSCin = VDDin", the comparator 70 outputs a low level, whereby the N-type MOS transistor 100 is turned off and the potential of the connection point 110 becomes the secondary battery 20. Since the potential is equal, a constant voltage is applied to the gate G of the P-type MOS transistor 120 to turn off the P-type MOS transistor 120, and a power supply path from the solar cell 10 to the secondary cell 20 The transmission line 30 of 1 is cut off.
しかしながら、従来の充電制御回路では、太陽電池10から二次電池20への電力の供給路である第1の伝送路30が遮断された時刻S以降にあっては、二次電池20と第2の伝送路40とは第1の伝送路30を介して閉回路となっていることから、二次電池20の電流は、第2の伝送路40に向かって流出してしまうという問題があった。このため、太陽パネルに太陽光が当たっていない期間であって時刻S以降にあっては、二次電池20の電力が無駄に消費され続けてしまい、二次電池20の電力の損失につながっていた。 However, in the conventional charge control circuit, after time S when the first transmission path 30, which is a supply path of power from the solar cell 10 to the secondary cell 20, is cut off, the secondary cell 20 and the second Because the transmission line 40 is a closed circuit via the first transmission line 30, there is a problem that the current of the secondary battery 20 flows out toward the second transmission line 40. . For this reason, during a period when solar light is not applied to the solar panel and after time S, the power of the secondary battery 20 continues to be consumed wastefully, leading to a loss of power of the secondary battery 20. The
これに対し、第1の実施形態にかかる充電制御システムでは、太陽電池10の電力の低下に伴って第1の伝送路30が遮断された後、さらに太陽電池10の電力が低下して電圧VSCが0Vになる時刻TH、及び同時刻以降の期間T4においては、第1の伝送路30に接続され、太陽電池10の電力を利用して動作する定電流バイアス生成部80から第2の伝送路40のN型MOSトランジスタ42、及び第3の伝送路60のN型MOSトランジスタ62の各ゲートGへの電力の供給が停止されることとなる。そして、定電流バイアス生成部80からの電力の供給が停止されると、N型MOSトランジスタ42及びN型MOSトランジスタ62は共にオフすることとなるため、第2の伝送路40はN型MOSトランジスタ42によって遮断され、第3の伝送路60はN型MOSトランジスタ62によって遮断されることとなる。このため、二次電池20と第2の伝送路40とは閉回路でなくなり、二次電池20の電力は、第2の伝送路40に向かって流出することがないので、二次電池20の電力消費を抑えることができる。 On the other hand, in the charge control system according to the first embodiment, the power of the solar cell 10 is further reduced after the first transmission path 30 is cut off as the power of the solar cell 10 is reduced, and the voltage VSC is thus reduced. At time TH when the voltage becomes 0 V, and during a period T4 after the same time, the constant current bias generation unit 80 connected to the first transmission path 30 operates using the power of the solar cell 10 to the second transmission path The supply of power to the gates G of the N-type MOS transistor 40 of 40 and the N-type MOS transistor 62 of the third transmission path 60 is stopped. When the supply of power from the constant current bias generation unit 80 is stopped, both the N-type MOS transistor 42 and the N-type MOS transistor 62 are turned off. Therefore, the second transmission path 40 is an N-type MOS transistor. The third transmission path 60 is cut off by the N-type MOS transistor 62. Therefore, the secondary battery 20 and the second transmission line 40 do not have a closed circuit, and the power of the secondary battery 20 does not flow out toward the second transmission line 40. Power consumption can be reduced.
なお、時刻S以降であって、時刻TH以前の期間T3においては、期間T2の場合と同様に入力太陽電池電圧VSCinと入力二次電池電圧VDDinとの間には「VSCin<VDDin」が成り立っている。このとき、P型MOSトランジスタ120はオフし、太陽電池10から二次電池20への電力の供給路である第1の伝送路30は遮断されることとなる。この場合には、期間T3においては太陽電池10が0Vになっていないため、N型MOSトランジスタ42はオンしており二次電池20の電力は、第2の伝送路40に向かって流出してしまう。しかしながら、時刻Sから時刻THまでの時間、すなわち太陽光パネルに太陽光が当たらなくなってから太陽電池10の電圧VSCが0Vになるまでの時間は1秒にも満たないため、その期間の二次電池20の電力の損失は実質的に無視することができる程度のものである。 In period T3 after time S and before time TH, "VSCin <VDDin" holds between input solar cell voltage VSCin and input secondary cell voltage VDDin as in the case of period T2. There is. At this time, the P-type MOS transistor 120 is turned off, and the first transmission path 30 which is a supply path of power from the solar cell 10 to the secondary cell 20 is cut off. In this case, since the solar cell 10 is not at 0 V in the period T3, the N-type MOS transistor 42 is on, and the power of the secondary cell 20 flows out toward the second transmission path 40. I will. However, since the time from time S to time TH, that is, the time until the voltage VSC of the solar cell 10 becomes 0 V after the sunlight does not reach the solar panel is less than one second, the secondary of that period is The power loss of the battery 20 is substantially negligible.
時刻FOになると、太陽光パネルに再び太陽光が当たることとなる。このため、定電流バイアス生成部80からN型MOSトランジスタ42及びN型MOSトランジスタ62のゲートGには一定の電圧が印加され、N型MOSトランジスタ42及びN型MOSトランジスタ62は各々オンし、第2の伝送路40には太陽電池10からの電流が流れ、第3の伝送路60には二次電池20からの電流が流れることとなる。そして、期間T5を経て時刻FIになると、入力太陽電池電圧VSCinと入力二次電池電圧VDDinとの間には、再び「VSCin>VDDin」が成り立つ。このため、P型MOSトランジスタ120は再びオンし、太陽電池10の電力は第1の伝送路30を介して二次電池20に供給されることとなる。 When the time FO comes, the solar panel is again exposed to sunlight. Therefore, a constant voltage is applied from the constant current bias generation unit 80 to the gates G of the N-type MOS transistor 42 and the N-type MOS transistor 62, and the N-type MOS transistor 42 and the N-type MOS transistor 62 are turned on. The current from the solar cell 10 flows through the second transmission line 40, and the current from the secondary battery 20 flows through the third transmission line 60. Then, at time FI after a period T5, “VSCin> VDDin” holds again between the input solar battery voltage VSCin and the input secondary battery voltage VDDin. Therefore, the P-type MOS transistor 120 is turned on again, and the power of the solar cell 10 is supplied to the secondary cell 20 via the first transmission path 30.
以上で説明したように、第1の実施形態にかかる充電制御システムによれば、太陽電池10の電力の低下に伴って、第1の伝送路30と二次電池20と共に閉回路50を構成する第2の伝送路40を遮断することによって、第1の伝送路30を遮断した場合に二次電池20の電流が第1の伝送路と二次電池と第2の伝送路とで構成された閉回路に流れ続けるという問題が解消されるため、二次電池20の電力の損失を抑えることができる。 As described above, according to the charge control system according to the first embodiment, the closed circuit 50 is configured together with the first transmission path 30 and the secondary battery 20 as the power of the solar cell 10 decreases. By interrupting the second transmission path 40, the current of the secondary battery 20 is constituted by the first transmission path, the secondary battery, and the second transmission path when the first transmission path 30 is interrupted. Since the problem of continuing to flow in a closed circuit is eliminated, the loss of power of the secondary battery 20 can be suppressed.
なお、コンパレータ70の駆動電力は、図1に示すように、第1の伝送路30に接続された第4の伝送路130を介して太陽電池10から供給することが好ましい。なぜならば、第1に、コンパレータ70の駆動電源として他の電圧源を用いると、その分充電制御システムの面積・体積が増加してしまうという問題が生じ、また、第2に、二次電池20から駆動電源を供給することとすると、P型MOSトランジスタ120がオフされた場合であっても二次電池20からコンパレータ70に向かって駆動電力を供給してしまい、二次電池20の電力損失につながるという問題が生じるからである。上記に鑑み、第1の実施形態では、コンパレータ70の駆動電力を太陽電池10から供給するようにして上記2つの問題の発生を排除している。 The driving power of the comparator 70 is preferably supplied from the solar cell 10 via the fourth transmission path 130 connected to the first transmission path 30 as shown in FIG. 1. The reason is that, firstly, if another voltage source is used as a drive power supply for the comparator 70, the area and volume of the charge control system will increase accordingly, and secondly, if the secondary battery 20 is used. Therefore, even if the P-type MOS transistor 120 is turned off, the driving power is supplied from the secondary battery 20 to the comparator 70, and the power loss of the secondary battery 20 is caused. It is because the problem of connecting arises. In view of the above, in the first embodiment, the drive power of the comparator 70 is supplied from the solar cell 10 to eliminate the occurrence of the above two problems.
また、抵抗素子41と抵抗素子61とは、同じ抵抗値で形成されており、また、N型MOSトランジスタ42とN型MOSトランジスタ62とは、同じ特性で形成されていることが好ましい。なぜならば、第2の伝送路40を介してコンパレータ70に供給される二次電池20の電圧と、第3の伝送路60を介してコンパレータ70に供給される太陽電池10の電圧とに対してなされる分圧を同じ割合で提供することができるからである。 Preferably, resistance element 41 and resistance element 61 are formed to have the same resistance value, and N-type MOS transistor 42 and N-type MOS transistor 62 are preferably formed to have the same characteristics. The reason is that the voltage of the secondary battery 20 supplied to the comparator 70 via the second transmission line 40 and the voltage of the solar cell 10 supplied to the comparator 70 via the third transmission line 60. It is because the partial pressure to be made can be provided at the same rate.
また、抵抗素子41、又は抵抗素子61は可変抵抗であることが好ましい。なぜならば、少なくともいずれか一方が可変抵抗であることで、抵抗素子41と抵抗素子61とが異なる抵抗を備えて形成された場合であっても、いずれかの抵抗値を調整して抵抗素子41と抵抗素子61とを同抵抗値とすることができるからである。また、コンパレータ70に入力オフセット電圧がある場合でも、いずれかの抵抗値を調整して分圧比を変更し、コンパレータ70の入力オフセット電圧を相殺することができるからである。 Moreover, it is preferable that the resistive element 41 or 61 is a variable resistance. This is because at least one of them is a variable resistor, and even when the resistor element 41 and the resistor element 61 are formed with different resistors, one of the resistance values is adjusted to adjust the resistor element 41. And the resistance element 61 can have the same resistance value. In addition, even when the comparator 70 has an input offset voltage, it is possible to adjust any resistance value to change the voltage division ratio and cancel the input offset voltage of the comparator 70.
また、P型MOSトランジスタ120は、第1の伝送路30の低電位側30Lに設けるのではなく、高電位30H側に設けられている。なぜならば、P型MOSトランジスタ120を第1の伝送路30の低電位30L側に設けた場合、P型MOSトランジスタ120のソースSがGND電位(0V)であるのに対して、コンパレータ70からP型MOSトランジスタ120のゲートGに印加される電圧が0V未満、すなわちマイナス電位になることがないため、P型MOSトランジスタがオンしないという問題が生じるからである。 The P-type MOS transistor 120 is not provided on the low potential side 30L of the first transmission path 30, but is provided on the high potential 30H side. This is because, when the P-type MOS transistor 120 is provided on the low potential 30L side of the first transmission path 30, the source S of the P-type MOS transistor 120 is at the GND potential (0 V). This is because the voltage applied to the gate G of the MOS transistor 120 does not become less than 0 V, that is, the negative potential does not occur, which causes a problem that the P-type MOS transistor is not turned on.
また、第1の実施形態では、抵抗素子90及びN型MOSトランジスタ100を介してP型MOSトランジスタ120のオンオフを制御している。なぜならば、単純にコンパレータ70の出力をP型MOSトランジスタ120のゲートGに直接入力する構成とした場合には、P型MOSトランジスタ120の正常な動作を実現することができないからである。この理由としては、コンパレータ70の出力をP型MOSトランジスタ120のゲートGに直接入力する構成とした場合であって、コンパレータ70の駆動電力を第1の伝送路30に並列に接続された第4の伝送路130を介して太陽電池10から供給する構成を採用した場合には、コンパレータ70からP型MOSトランジスタ120のゲートGに供給される電圧が太陽電池10の電圧となる一方で、P型MOSトランジスタ120のソースSに供給される電圧が二次電池20の電圧となる。これにより、太陽電池10が0Vとなっても依然としてゲートGの電位とドレインDの電位とが同電位とならないため、P型MOSトランジスタ120がオフすることがないからである。 In the first embodiment, on / off of the P-type MOS transistor 120 is controlled via the resistance element 90 and the N-type MOS transistor 100. The reason is that when the output of the comparator 70 is simply directly input to the gate G of the P-type MOS transistor 120, the normal operation of the P-type MOS transistor 120 can not be realized. The reason is that the output of the comparator 70 is directly input to the gate G of the P-type MOS transistor 120, and the driving power of the comparator 70 is connected in parallel to the first transmission path 30. When the configuration is adopted in which the solar cell 10 supplies the voltage via the transmission line 130, the voltage supplied from the comparator 70 to the gate G of the P-type MOS transistor 120 becomes the voltage of the solar cell 10, while The voltage supplied to the source S of the MOS transistor 120 is the voltage of the secondary battery 20. Thereby, even if the solar cell 10 becomes 0 V, the potential of the gate G and the potential of the drain D still do not become the same potential, so the P-type MOS transistor 120 does not turn off.
図4は、第1の実施形態にかかる充電制御システムの変形例を示している。なお、本変形例では、図4において、図1に示した充電制御システムと同一構成の箇所については同一番号を付してその説明を省略する。 FIG. 4 shows a modification of the charge control system according to the first embodiment. In the present modification, in FIG. 4, the same components as those of the charge control system shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
図4に示した充電制御システムと図1に示した充電制御システムとは、第1に、第2の伝送路40に接続された抵抗素子41に代えて、第1のMOSトランジスタとしてのP型MOSトランジスタ43が設けられており、第2に、第3の伝送路60に接続された抵抗素子61に代えて、第2のMOSトランジスタとしてのP型MOSトランジスタ63が設けられている点でそれぞれ異なる。 First, the charge control system shown in FIG. 4 and the charge control system shown in FIG. 1 are P-type as a first MOS transistor instead of the resistance element 41 connected to the second transmission path 40. A MOS transistor 43 is provided, and secondly, in place of the resistance element 61 connected to the third transmission path 60, a P-type MOS transistor 63 as a second MOS transistor is provided. It is different.
P型MOSトランジスタ43は、第2の伝送路40においてN型MOSトランジスタ42に直列に接続されている。詳しくは、P型MOSトランジスタ43のソースSは第1の伝送路30の高電位30H側に接続され、P型MOSトランジスタ43のゲートGとドレインDは、N型MOSトランジスタ42のドレインDに共通接続されており、P型MOSトランジスタ43のゲートGとN型MOSトランジスタ42のドレインDとは同電位で形成されている。P型MOSトランジスタ43を用いることで、抵抗素子41を用いる場合に比べ、より少ない定電流で二次電池20をより大きく分圧することが可能となる。第2の伝送路40において、より小さい定電流で二次電池20を分圧させようとすると、抵抗素子41を用いた場合には高抵抗にする必要があるために、比較的大きな回路面積が必要とされる。しかしながら、本変形例に示したように、抵抗素子41を用いずにMOSトランジスタのみで定電流源回路を構成するならば、MOSトランジスタ同士の物理的なサイズを調整することで、より少ない定電流を得られ、この少ない定電流で二次電池20を分圧させることができるからである。 The P-type MOS transistor 43 is connected in series to the N-type MOS transistor 42 in the second transmission path 40. Specifically, the source S of the P-type MOS transistor 43 is connected to the high potential 30H side of the first transmission path 30, and the gate G and the drain D of the P-type MOS transistor 43 are common to the drain D of the N-type MOS transistor 42 The gate G of the P-type MOS transistor 43 and the drain D of the N-type MOS transistor 42 are formed at the same potential. By using the P-type MOS transistor 43, it is possible to divide the secondary battery 20 by a larger amount with a smaller constant current as compared to the case of using the resistance element 41. In the second transmission path 40, when it is intended to divide the secondary battery 20 with a smaller constant current, a relatively large circuit area is required because it is necessary to make the resistance high when the resistance element 41 is used. Needed. However, as shown in the present modification, if the constant current source circuit is configured only with the MOS transistor without using the resistance element 41, the constant size of the MOS transistors can be adjusted by adjusting the physical size of each other. The secondary battery 20 can be divided by this small constant current.
P型MOSトランジスタ63は、第3の伝送路60においてN型MOSトランジスタ62に直列に接続されている。詳しくは、P型MOSトランジスタ63のソースSは第1の伝送路30の高電位30H側に接続され、P型MOSトランジスタ43のゲートGとドレインDは、N型MOSトランジスタ62のドレインDに共通接続されており、P型MOSトランジスタ43のゲートGとN型MOSトランジスタ62のドレインDとは同電位で形成されている。なお、第3の伝送路60において抵抗素子61に代えてP型MOSトランジスタ63を用いた場合のメリットは、第2の伝送路40において抵抗素子41に代えてP型MOSトランジスタ43を用いた場合と同様である。 The P-type MOS transistor 63 is connected in series to the N-type MOS transistor 62 in the third transmission path 60. Specifically, the source S of the P-type MOS transistor 63 is connected to the high potential 30H side of the first transmission path 30, and the gate G and the drain D of the P-type MOS transistor 43 are common to the drain D of the N-type MOS transistor 62. The gate G of the P-type MOS transistor 43 and the drain D of the N-type MOS transistor 62 are formed at the same potential. The merit of using the P-type MOS transistor 63 instead of the resistance element 61 in the third transmission path 60 is that the P-type MOS transistor 43 is used instead of the resistance element 41 in the second transmission path 40. Is the same as
図5は、第1の実施形態にかかる充電制御システムの他の変形例を示す図である。なお、本変形例では、図5において、図1、又は図4に示した充電制御システムと同一構成の箇所については同一符号を付してその説明を省略する。 FIG. 5 is a view showing another modification of the charge control system according to the first embodiment. In the present modification, in FIG. 5, the parts having the same configurations as those of the charge control system shown in FIG. 1 or FIG.
本変形例にかかる充電制御システムは、太陽電池10、二次電池20、及び半導体チップ140から構成されている。 The charge control system according to the present modification includes a solar cell 10, a secondary cell 20, and a semiconductor chip 140.
半導体チップ140は、第1の伝送路30、第2の伝送路40、第3の伝送路60、コンパレータ70、定電流バイアス生成部80、及びP型MOSトランジスタ120を少なくとも備えて形成されている。詳しくは、半導体チップ140は、太陽電池10に電気的に接続される第1の電極としての電極150a及び電極150bと、二次電池20に電気的に接続される第2の電極としての電極150c及び電極150dと、電極150a、電極150b、電極150c、及び電極150dと電気的に接続され、太陽電池10から出力される電力を二次電池20に伝送する第1の伝送路30と、第1の伝送路30に接続され、第1の伝送路30と二次電池20と共に閉回路50を構成する第2の伝送路40と、太陽電池10からの出力に基づく電圧と、第2の伝送路40に接続されて第2の伝送路40を介して伝送される二次電池20からの出力に基づく電圧とを比較するコンパレータ70と、を備え、第1の伝送路30は、コンパレータ70において太陽電池10から出力される電圧が二次電池20から出力される電圧以下であると判定された場合に第1の伝送路30を遮断するP型MOSトランジスタ120を備え、第2の伝送路40は、第1の伝送路30が遮断された後、太陽電池10の電力の低下に伴って第2の伝送路40を遮断するN型MOSトランジスタ42を備えている。 The semiconductor chip 140 is formed to include at least a first transmission line 30, a second transmission line 40, a third transmission line 60, a comparator 70, a constant current bias generation unit 80, and a P-type MOS transistor 120. . Specifically, the semiconductor chip 140 includes an electrode 150 a and an electrode 150 b as a first electrode electrically connected to the solar cell 10, and an electrode 150 c as a second electrode electrically connected to the secondary battery 20. And a first transmission path 30 which is electrically connected to the electrode 150d, the electrode 150a, the electrode 150b, the electrode 150c, and the electrode 150d, and transmits the power output from the solar cell 10 to the secondary cell 20; A second transmission path 40 connected to the first transmission path 30 and the secondary battery 20 to form a closed circuit 50, a voltage based on the output from the solar cell 10, and a second transmission path And a comparator 70 for comparing the voltage based on the output from the secondary battery 20 which is connected to the second transmission path 40 and transmitted via the second transmission path 40, and the first transmission path 30 is connected to the comparator 70. A P-type MOS transistor 120 for interrupting the first transmission path 30 when it is determined that the voltage output from the solar cell 10 is equal to or less than the voltage output from the secondary cell 20; The reference numeral 40 includes an N-type MOS transistor 42 that cuts off the second transmission path 40 as the power of the solar cell 10 decreases after the first transmission path 30 is cut off.
電極150aは、太陽電池10の正電極側に電気的に接続されると共に、半導体チップ140内に形成された第1の伝送路30の高電位30H側と電気的に接続されている。電極150bは、太陽電池10の負電極側に電気的に接続されると共に、半導体チップ140内に形成された第1の伝送路30の低電位30L側と電気的に接続されている。電極150cは、二次電池20の正電極側に電気的に接続されると共に、半導体チップ140内に形成された第1の伝送路30の高電位30H側と電気的に接続されている。電極150dは、二次電池20の負電極側に電気的に接続されると共に、半導体チップ140内に形成された第1の伝送路30の低電位30L側と電気的に接続されている。以上により、半導体チップ140と太陽電池10は、電極150a及び電極150bを介して電気的に接続され、半導体チップ140と二次電池20は電極150c及び電極150dを介して電気的に接続されている。 The electrode 150 a is electrically connected to the positive electrode side of the solar cell 10 and electrically connected to the high potential 30 H side of the first transmission path 30 formed in the semiconductor chip 140. The electrode 150 b is electrically connected to the negative electrode side of the solar cell 10 and electrically connected to the low potential 30 L side of the first transmission path 30 formed in the semiconductor chip 140. The electrode 150 c is electrically connected to the positive electrode side of the secondary battery 20 and electrically connected to the high potential 30 H side of the first transmission path 30 formed in the semiconductor chip 140. The electrode 150 d is electrically connected to the negative electrode side of the secondary battery 20 and electrically connected to the low potential 30 L side of the first transmission path 30 formed in the semiconductor chip 140. As described above, the semiconductor chip 140 and the solar cell 10 are electrically connected through the electrode 150a and the electrode 150b, and the semiconductor chip 140 and the secondary cell 20 are electrically connected through the electrode 150c and the electrode 150d. .
なお、図5には、第2の伝送路40に抵抗素子41を採用し、第3の伝送路60に抵抗素子61を採用した場合を示したが、この第2の伝送路40には、図4に示したように抵抗素子41に代えてP型MOSトランジスタ43を採用し、また、第3の伝送路60には、図4に示したように抵抗素子61に代えてP型MOSトランジスタ63を採用しても良い。 Although FIG. 5 shows the case where the resistive element 41 is adopted for the second transmission path 40 and the resistive element 61 is adopted for the third transmission path 60, the second transmission path 40 is As shown in FIG. 4, a P-type MOS transistor 43 is employed in place of the resistance element 41, and a P-type MOS transistor is used in the third transmission path 60 in place of the resistance element 61 as shown in FIG. 63 may be adopted.
(第2の実施形態)
図6は、本発明にかかる充電制御システムの第2の実施形態を示す図である。なお、第2の実施形態では、図6において、図1に示した充電制御システムと同一構成の箇所については同一番号を付してその説明を省略する。
Second Embodiment
FIG. 6 is a diagram showing a second embodiment of the charge control system according to the present invention. In the second embodiment, in FIG. 6, the same components as those of the charge control system shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
第2の実施形態にかかる充電制御システムは、太陽電池10と、太陽電池10に接続され、太陽電池10から出力される電力を伝送する第1の伝送路30と、第1の伝送路30に接続され、太陽電池10から出力される電力の供給を受ける二次電池20と、第1の伝送路30に接続され、第1の伝送路30と二次電池20と共に閉回路50を構成する第2の伝送路40と、太陽電池10からの出力に基づく電圧と、第2の伝送路40に接続されて第2の伝送路40を介して伝送される二次電池20からの出力に基づく電圧とを比較する比較部としてのコンパレータ70と、を備え、第1の伝送路30は、コンパレータ70において太陽電池10から出力される電圧が二次電池20から出力される電圧以下であると判定された場合に第1の伝送路30を遮断する第1の遮断部としてのN型MOSトランジスタ120aを備え、第2の伝送路40は、第1の伝送路30が遮断された後、太陽電池10の電力の低下に伴って第2の伝送路40を遮断する第2の遮断部としてのP型MOSトランジスタ42aを備えていることを特徴とする。 The charge control system according to the second embodiment includes a first transmission path 30 connected to the solar cell 10 and the solar cell 10 and transmitting the power output from the solar cell 10, and the first transmission path 30. A secondary battery 20 connected and receiving supply of power output from the solar battery 10, and a first transmission path 30, and a closed circuit 50 together with the first transmission path 30 and the secondary battery 20 Voltage based on the output from the solar cell 10, and voltage based on the output from the secondary battery 20 connected to the second transmission path 40 and transmitted via the second transmission path 40 And the first transmission path 30 is determined in the comparator 70 that the voltage output from the solar cell 10 is less than or equal to the voltage output from the secondary cell 20. The first transmission if The second transmission path 40 is provided with the N-type MOS transistor 120a as a first blocking portion for blocking 30 and the second transmission path 40 is connected to the second transmission path 30 after the first transmission path 30 is blocked. It is characterized in that a P-type MOS transistor 42a is provided as a second blocking section for blocking the second transmission line 40.
第2の実施形態にかかる充電制御システムについて以下で詳細に説明する。 The charge control system according to the second embodiment will be described in detail below.
第2の伝送路40は、第1の抵抗素子としての抵抗素子41aと第2の遮断部としてのP型MOSトランジスタ42aとを備えて構成され、第1の伝送路30上において二次電池20と並列に接続されている。抵抗素子41aの一端は、第1の伝送路30の低電位30L側に接続されており、P型MOSトランジスタ42aは、抵抗素子41aと直列に、詳しくは、ドレインDが抵抗素子41aの他端に、ソースSが第1の伝送路30の高電位30H側にそれぞれ接続されている。これにより、第2の伝送路40は、二次電池20と並列に接続されており、また、第1の伝送路30と二次電池20と共に閉回路50を構成している。なお、第2の伝送路40において、P型MOSトランジスタ42aは定電流バイアス生成部80から供給されるバイアス電圧VCによって定電流源回路として動作し、抵抗素子41aとP型MOSトランジスタ42aとで二次電池20の電圧を分圧させる構成となっている。 The second transmission line 40 includes a resistance element 41a as a first resistance element and a P-type MOS transistor 42a as a second blocking portion. The second transmission line 40 includes the secondary battery 20 on the first transmission line 30. And are connected in parallel. One end of the resistive element 41a is connected to the low potential 30L side of the first transmission path 30, and the P-type MOS transistor 42a is in series with the resistive element 41a, and more specifically, the drain D is the other end of the resistive element 41a. The sources S are connected to the high potential 30H side of the first transmission path 30, respectively. Thus, the second transmission line 40 is connected in parallel to the secondary battery 20, and constitutes a closed circuit 50 together with the first transmission line 30 and the secondary battery 20. In the second transmission path 40, the P-type MOS transistor 42a operates as a constant current source circuit by the bias voltage VC supplied from the constant current bias generation unit 80, and the resistance element 41a and the P-type MOS transistor 42a The voltage of the secondary battery 20 is divided.
第3の伝送路60は、第2の抵抗素子としての抵抗素子61aと第3の遮断部としてのP型MOSトランジスタ62aとを備えて構成され、第1の伝送路30の第2の伝送路40よりも太陽電池10側において太陽電池10と並列に接続されている。抵抗素子61aの一端は、第1の伝送路30の低電位30L側に接続されており、P型MOSトランジスタ62aは、抵抗素子61aと直列に、詳しくは、ドレインDが抵抗素子61aの他端に、ソースSが第1の伝送路30の高電位30H側にそれぞれ接続されている。これにより、第3の伝送路60は、太陽電池10と並列に接続されており、また、第1の伝送路30と二次電池10と共に閉回路を構成している。なお、第3の伝送路60では、P型MOSトランジスタ62aが定電流バイアス生成部80から供給されるバイアス電圧VCによって定電流源として動作し、抵抗素子61aとP型MOSトランジスタ62aとで太陽電池10の電圧を分圧させる構成となっている。 The third transmission path 60 includes a resistive element 61a as a second resistive element and a P-type MOS transistor 62a as a third blocking portion, and a second transmission path of the first transmission path 30. The solar cell 10 is connected in parallel with the solar cell 10 on the side of the solar cell 10 rather than 40. One end of the resistive element 61a is connected to the low potential 30L side of the first transmission path 30, and the P-type MOS transistor 62a is in series with the resistive element 61a, and more specifically, the drain D is the other end of the resistive element 61a. The sources S are connected to the high potential 30H side of the first transmission path 30, respectively. Thus, the third transmission path 60 is connected in parallel to the solar cell 10, and forms a closed circuit together with the first transmission path 30 and the secondary cell 10. In the third transmission path 60, the P-type MOS transistor 62a operates as a constant current source by the bias voltage VC supplied from the constant current bias generation unit 80, and the solar cell is composed of the resistance element 61a and the P-type MOS transistor 62a. The voltage of 10 is divided.
コンパレータ70は、非反転入力端子(+)が第2の伝送路40を構成する抵抗素子41aとP型MOSトランジスタ42aとの共通接続点に接続され、反転入力端子(−)が第3の伝送路60を構成する抵抗素子61aとP型MOSトランジスタ62aとの共通接続点に接続されている。これにより、コンパレータ70の非反転入力端子(+)には、抵抗素子41aとP型MOSトランジスタ42aとによって分圧された二次電池20の電圧が入力されることとなる。また、コンパレータ70の反転入力端子(−)には、抵抗素子61aとP型MOSトランジスタ62aとによって分圧された太陽電池10の電圧が入力されることとなる。 In the comparator 70, the non-inverted input terminal (+) is connected to the common connection point of the resistive element 41a and the P-type MOS transistor 42a that constitute the second transmission path 40, and the inverted input terminal (-) is the third transmission. It is connected to the common connection point of the resistive element 61a and the P-type MOS transistor 62a which constitute the path 60. As a result, the voltage of the secondary battery 20 divided by the resistance element 41 a and the P-type MOS transistor 42 a is input to the non-inversion input terminal (+) of the comparator 70. Further, the voltage of the solar cell 10 divided by the resistance element 61 a and the P-type MOS transistor 62 a is input to the inverting input terminal (−) of the comparator 70.
ここで、説明の便宜上、第1の実施形態と同様に、太陽電池10の電圧をVSC、抵抗素子61aとP型MOSトランジスタ62aとによって分圧された太陽電池10の電圧を入力太陽電池電圧VSCin、抵抗素子41aとP型MOSトランジスタ42aとによって分圧された二次電池20の電圧を入力二次電池電圧VDDinとしてそれぞれ定義する。 Here, for convenience of explanation, as in the first embodiment, the voltage of the solar cell 10 is divided by VSC, the voltage of the solar cell 10 divided by the resistance element 61a and the P-type MOS transistor 62a is input by the solar cell voltage VSCin. The voltage of the secondary battery 20 divided by the resistance element 41a and the P-type MOS transistor 42a is defined as an input secondary battery voltage VDDin.
コンパレータ70は、入力太陽電池電圧VSCinと入力二次電池電圧VDDinとを比較し、「VSCin>VDDin」である場合にはローレベル、「VSCin≦VDDin」となった場合にはハイレベルをそれぞれ出力する。 The comparator 70 compares the input solar battery voltage VSCin with the input secondary battery voltage VDDin, and outputs “low” when “VSCin> VDDin”, and outputs “high” when “VSCin ≦ VDDin”. Do.
定電流バイアス生成部80は、第2の実施形態においては、バイアス電圧VCをP型MOSトランジスタ42aのゲートGに印加する。また、定電流バイアス生成部80で生成したバイアス電圧VCは、さらにP型MOSトランジスタ62aのゲートGにも印加する構成、すなわちP型MOSトランジスタ42aとP型MOSトランジスタ62aに対してカレントミラー接続としている。同構成とすることの理由は第1の実施形態に記載のものと同様である。 In the second embodiment, the constant current bias generation unit 80 applies a bias voltage VC to the gate G of the P-type MOS transistor 42 a. The bias voltage VC generated by the constant current bias generation unit 80 is also applied to the gate G of the P-type MOS transistor 62a, that is, as a current mirror connection to the P-type MOS transistor 42a and the P-type MOS transistor 62a. There is. The reason for the same configuration is the same as that described in the first embodiment.
なお、第1の実施形態では、定電流バイアス生成部80が太陽電池10から供給される電力を利用してP型MOSトランジスタ42a、及びP型MOSトランジスタ62aのゲートGにバイアス電圧VCを印加しているので、充電制御システムが、例えば暗闇等に配置されて太陽電池10からの電力の供給がなくなった場合には、定電流バイアス生成部80からP型MOSトランジスタ42a及びP型MOSトランジスタ62aのゲートGへのバイアス電圧VCの印加が停止されることとなる。そして、定電流バイアス生成部80からの電圧印加が停止されると、P型MOSトランジスタ42a及びP型MOSトランジスタ62aはオフとなるため、第2の伝送路40はP型MOSトランジスタ42aによって遮断されて第2の伝送路40には電流が流れなくなり、また、第3の伝送路60はP型MOSトランジスタ62aによって遮断されて第3の伝送路には電流が流れなくなる。 In the first embodiment, the constant current bias generation unit 80 applies the bias voltage VC to the gates G of the P-type MOS transistor 42 a and the P-type MOS transistor 62 a using the power supplied from the solar cell 10. Therefore, when the charge control system is arranged, for example, in the dark and the supply of power from the solar cell 10 is lost, the constant current bias generation unit 80 generates the P-type MOS transistor 42a and the P-type MOS transistor 62a. The application of the bias voltage VC to the gate G is stopped. When the voltage application from the constant current bias generation unit 80 is stopped, the P-type MOS transistor 42a and the P-type MOS transistor 62a are turned off, and the second transmission path 40 is cut off by the P-type MOS transistor 42a. Thus, the current does not flow in the second transmission path 40, and the third transmission path 60 is cut off by the P-type MOS transistor 62a, and the current does not flow in the third transmission path.
第3の抵抗素子としての抵抗素子90aは、一端が第1の伝送路30の低電位30Lに接続されている。 One end of a resistive element 90 a as a third resistive element is connected to the low potential 30 L of the first transmission path 30.
P型MOSトランジスタ100aは、一端としてのドレインDが抵抗素子90aの他端と接続され、他端としてのソースSが第1の伝送路30の高電位30H側に接続され、コンパレータ70の出力がゲートGに印加される構成となっている。なお、抵抗素子90aとP型MOSトランジスタ100aとの接続点を便宜上「接続点110a」と称する。 In the P-type MOS transistor 100a, the drain D as one end is connected to the other end of the resistance element 90a, the source S as the other end is connected to the high potential 30H side of the first transmission path 30, and the output of the comparator 70 is It is configured to be applied to the gate G. The connection point between the resistive element 90a and the P-type MOS transistor 100a is referred to as a "connection point 110a" for the sake of convenience.
N型MOSトランジスタ120aは、一定の条件下で、第1の伝送路30の導電路を遮断して太陽電池10から二次電池20への電力の供給を停止するスイッチ素子の役割を担う。N型MOSトランジスタ120aは、抵抗素子90aと第1の伝送路30との接続箇所よりも太陽電池10側であって第3の伝送路60と第1の伝送路30との接続箇所よりも二次電池20側の第1の伝送路30の低電位30L側に直列に接続されている。言い換えれば、抵抗素子90aは第1の伝送路30の低電位30L側であってN型MOSトランジスタ120aよりも二次電池20側に接続されている。N型MOSトランジスタ120aは、ソースSが二次電池20側に接続され、ドレインDが太陽電池10側に接続され、ゲートGがP型MOSトランジスタ100aのドレインDと抵抗素子90aとの接続点110aに接続されている。N型MOSトランジスタ120aは、コンパレータ70の出力に応じて第1の伝送路30を導通させ、また、遮断させる。詳しくは、N型MOSトランジスタ120aは、コンパレータ70からの出力がハイレベルである場合には、P型MOSトランジスタ100aがオフして接続点110aが第1の伝送路30の低電位30L側の電位とほぼ同じとなり、これによりゲートGにローレベルが印加されてオフする。一方、コンパレータ70の出力がローレベルの場合には、P型MOSトランジスタ100aはオンして接続点110aが二次電池20と同等の電位となり、これによりゲートGにハイレベルが印加されてオンする。すなわち、N型MOSトランジスタ120aは、P型MOSトランジスタ100aの動作に応じて変動する抵抗素子90aとP型MOSトランジスタ100aとの間の電位に応じてオンオフ動作を行う。N型MOSトランジスタ120aがオンしている間は、太陽電池10から二次電池20への電力の充電が行われ、オフしている間は該充電が行われない。 The N-type MOS transistor 120 a plays a role of a switch element that shuts off the conductive path of the first transmission path 30 and stops the supply of power from the solar cell 10 to the secondary cell 20 under certain conditions. The N-type MOS transistor 120 a is closer to the solar cell 10 than the connection point between the resistive element 90 a and the first transmission line 30, and is more than two connection points between the third transmission line 60 and the first transmission line 30. The low potential 30L side of the first transmission path 30 on the secondary battery 20 side is connected in series. In other words, the resistance element 90 a is connected to the low potential 30 L side of the first transmission path 30 and to the secondary battery 20 side more than the N-type MOS transistor 120 a. In the N-type MOS transistor 120a, the source S is connected to the secondary battery 20 side, the drain D is connected to the solar cell 10 side, and the gate G is a connection point 110a between the drain D of the P-type MOS transistor 100a and the resistance element 90a. It is connected to the. The N-type MOS transistor 120 a turns on and off the first transmission path 30 according to the output of the comparator 70. Specifically, when the output from the comparator 70 is high, the N-type MOS transistor 120 a turns off the P-type MOS transistor 100 a and the potential at the connection point 110 a of the first transmission path 30 on the low potential 30 L side. It is almost the same as the above, whereby a low level is applied to the gate G to turn it off. On the other hand, when the output of the comparator 70 is at the low level, the P-type MOS transistor 100a is turned on and the connection point 110a has the same potential as that of the secondary battery 20, whereby a high level is applied to the gate G to turn it on. . That is, the N-type MOS transistor 120a performs an on / off operation according to the potential between the resistive element 90a and the P-type MOS transistor 100a which fluctuate in accordance with the operation of the P-type MOS transistor 100a. While the N-type MOS transistor 120 a is on, charging of power from the solar cell 10 to the secondary battery 20 is performed, and the charging is not performed while the N-type MOS transistor 120 a is off.
なお、第2の実施形態では、第1の遮断部として第1の実施形態のP型MOSトランジスタ120に代えてN型MOSトランジスタ120aを設けているが、N型MOSトランジスタを用いた方が第1の遮断部として用いるMOSトランジスタの素子サイズを小さくすることができるという観点で好ましい。 In the second embodiment, an N-type MOS transistor 120a is provided as the first blocking portion in place of the P-type MOS transistor 120 of the first embodiment. It is preferable from the viewpoint that the element size of the MOS transistor used as the blocking portion 1 can be reduced.
図7は、第2の実施形態に用いられる定電流バイアス生成部80の具体的な回路構成を示している。 FIG. 7 shows a specific circuit configuration of the constant current bias generation unit 80 used in the second embodiment.
第2の実施形態に用いられる定電流バイアス生成部80は、第1の伝送路30の高電位30H側と低電位30L側との間に接続されており、第1のカレントミラー回路81aと第2のカレントミラー回路82aと抵抗R1aとで構成されている。第1のカレントミラー回路81aは、P型MOSトランジスタP1aとP型MOSトランジスタP2aとで構成されている。第2のカレントミラー回路82aは、N型MOSトランジスタN1aとN型MOSトランジスタN2aとで構成されている。 The constant current bias generation unit 80 used in the second embodiment is connected between the high potential 30H side and the low potential 30L side of the first transmission path 30, and the first current mirror circuit 81a and the second current mirror circuit 81a are used. A current mirror circuit 82a of 2 and a resistor R1a. The first current mirror circuit 81a is composed of a P-type MOS transistor P1a and a P-type MOS transistor P2a. The second current mirror circuit 82a includes an N-type MOS transistor N1a and an N-type MOS transistor N2a.
抵抗R1aは、一端が第1の伝送路30の高電位30H側に接続されている。 One end of the resistor R1a is connected to the high potential 30H side of the first transmission path 30.
P型MOSトランジスタP1aは、ソースSが第1の伝送路30の高電位30H側に接続されている。また、P型MOSトランジスタP2aは、ソースSが抵抗R1aの他端に接続されており、P型MOSトランジスタP1a及びP型MOSトランジスタP2aの各ゲートGは互いに共通接続されている。さらに、両者のゲートGはP型MOSトランジスタP1のドレインDに共通接続されている。また、P型MOSトランジスタP1とP型MOSトランジスタP2とはP型MOSトランジスタ42a及びP型MOSトランジスタ62aの各ゲートGとカレントミラー接続されている。 The source S of the P-type MOS transistor P1a is connected to the high potential 30H side of the first transmission path 30. The source S of the P-type MOS transistor P2a is connected to the other end of the resistor R1a, and the gates G of the P-type MOS transistor P1a and the P-type MOS transistor P2a are commonly connected to each other. Furthermore, both gates G are commonly connected to the drain D of the P-type MOS transistor P1. The P-type MOS transistor P1 and the P-type MOS transistor P2 are current-mirror connected to the gates G of the P-type MOS transistor 42a and the P-type MOS transistor 62a.
N型MOSトランジスタN1aは、ドレインDがP型MOSトランジスタP1aのドレインDと接続されており、N型MOSトランジスタN2aは、ドレインDがP型MOSトランジスタP2aのドレインDと接続されている。また、N型MOSトランジスタN1a及びN型MOSトランジスタN2aの各ソースSは第1の伝送路30の低電位30L側に接続されている。さらに、両トランジスタの各ゲートGはN型MOSトランジスタN2aのドレインDに共通接続されている。 The drain D of the N-type MOS transistor N1a is connected to the drain D of the P-type MOS transistor P1a, and the drain D of the N-type MOS transistor N2a is connected to the drain D of the P-type MOS transistor P2a. The sources S of the N-type MOS transistor N1a and the N-type MOS transistor N2a are connected to the low potential 30L side of the first transmission path 30. Furthermore, the gates G of both transistors are commonly connected to the drain D of the N-type MOS transistor N2a.
ここで、再度図6の説明に戻る。上記構成を備えた定電流バイアス生成部80から出力されるバイアス電圧VCは、P型MOSトランジスタ42a及びP型MOSトランジスタ62aのゲートGに印加されるように構成される。P型MOSトランジスタ42a及びP型MOSトランジスタ62aに印加されるバイアス電圧VCの大きさは、上述したP型MOSトランジスタP1a、P型MOSトランジスタP2a、N型MOSトランジスタN1a、及びN型MOSトランジスタN2aの電気的特性、並びに抵抗R1によって適宜設定することができる。 Here, it returns to the explanation of FIG. 6 again. The bias voltage VC output from the constant current bias generation unit 80 having the above configuration is configured to be applied to the gates G of the P-type MOS transistor 42 a and the P-type MOS transistor 62 a. The magnitude of the bias voltage VC applied to the P-type MOS transistor 42a and the P-type MOS transistor 62a is the same as that of the P-type MOS transistor P1a, the P-type MOS transistor P2a, the N-type MOS transistor N1a, and the N-type MOS transistor N2a described above. It can be appropriately set by the electrical characteristics and the resistor R1.
次に、第2の実施形態にかかる充電制御システムの動作について、図3及び図6を用いて説明する。 Next, the operation of the charge control system according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 6.
期間T1では、日照量が多く太陽電池10では一定の発電がなされている。このため、定電流バイアス生成部80からP型MOSトランジスタ42a及びP型MOSトランジスタ62aの各ゲートGには一定の電圧が印加され、P型MOSトランジスタ42a及びP型MOSトランジスタ62aは各々オンしており、第2の伝送路40には二次電池20からの電流が流れ、第3の伝送路60には太陽電池10からの電流が流れている。また、期間T1では、太陽電池10の電圧VSCと二次電池20の電圧VDDとの間に「VSC>VDD」が成り立っている。この場合、入力太陽電池電圧VSCinと入力二次電池電圧VDDinとの間には、「VSCin>VDDin」が成り立っている。従って、コンパレータ70からはローレベルが出力され、これによってP型MOSトランジスタ100aがオンして接続点110aの電位が第1の伝送路の高電位側30H側の電位と同電位となるため、N型MOSトランジスタ120aのゲートGにはハイレベルが印加されてN型MOSトランジスタ120aはオンし、太陽電池10の電力は第1の伝送路30を介して二次電池20に供給される。 In the period T1, the solar cell 10 generates a large amount of sunlight and constant power generation is performed. Therefore, a constant voltage is applied from constant current bias generation unit 80 to each gate G of P-type MOS transistor 42a and P-type MOS transistor 62a, and P-type MOS transistor 42a and P-type MOS transistor 62a are turned on. The current from the secondary battery 20 flows through the second transmission path 40, and the current from the solar cell 10 flows through the third transmission path 60. Further, in the period T1, “VSC> VDD” is established between the voltage VSC of the solar cell 10 and the voltage VDD of the secondary cell 20. In this case, “VSCin> VDDin” is established between the input solar battery voltage VSCin and the input secondary battery voltage VDDin. Therefore, a low level is output from the comparator 70, which turns on the P-type MOS transistor 100a and the potential of the connection point 110a becomes the same potential as the potential on the high potential side 30H of the first transmission path. A high level is applied to the gate G of the MOS transistor 120a to turn on the N-type MOS transistor 120a, and the power of the solar cell 10 is supplied to the secondary cell 20 through the first transmission path 30.
期間T2〜T4では、太陽パネルに太陽光があたっていないか、もしくは日陰等でほとんど当たっていない状態であり、これにより太陽電池10の電圧VSCが時間と共に低下している。 In the period T2 to T4, the solar panel is not exposed to sunlight or hardly hit by a shade or the like, whereby the voltage VSC of the solar cell 10 decreases with time.
時刻Fになって期間T2になると、太陽電池の電圧VSCと二次電池20の電圧VDDとの間に「VSC>VDD」が成り立っている。この場合、期間T1の場合と同様に第2の伝送路40には太陽電池10からの電流が流れ、第3の伝送路60には二次電池20からの電流が流れている。この場合、入力太陽電池電圧VSCinと入力二次電池電圧VDDinとの間には、「VSCin>VDDin」が成り立っている。従って、期間T1の場合と同様にN型MOSトランジスタ120aはオンし、太陽電池10の電力は第1の伝送路30を介して二次電池20に供給される。 When time F is reached and period T2 is reached, “VSC> VDD” is established between the voltage VSC of the solar cell and the voltage VDD of the secondary cell 20. In this case, the current from the solar cell 10 flows in the second transmission path 40 and the current from the secondary battery 20 flows in the third transmission path 60 as in the case of the period T1. In this case, “VSCin> VDDin” is established between the input solar battery voltage VSCin and the input secondary battery voltage VDDin. Therefore, the N-type MOS transistor 120 a is turned on as in the case of the period T 1, and the power of the solar cell 10 is supplied to the secondary cell 20 via the first transmission path 30.
一方、時刻Sでは、入力太陽電池電圧VSCinと入力二次電池電圧VDDinとの間に「VSCin=VDDin」が成り立っている。そして、時刻S以降の期間T3とT4では、入力太陽電池電圧VSCinと入力二次電池電圧VDDinとの間に「VSCin<VDDin」が成り立っている。 On the other hand, at time S, “VSCin = VDDin” holds between the input solar battery voltage VSCin and the input secondary battery voltage VDDin. And in periods T3 and T4 after time S, “VSCin <VDDin” is established between the input solar battery voltage VSCin and the input secondary battery voltage VDDin.
期間T3では、入力太陽電池電圧VSCinと入力二次電池電圧VDDinとの間には「VSCin≦VDDin」が成り立っている。このため、時刻Sになって「VSCin=VDDin」となった時点でコンパレータ70からはハイレベルが出力され、これによってP型MOSトランジスタ100aがオフして接続点110aの電位が第1の伝送路30の低電位30L側と同電位となるため、N型MOSトランジスタ120aのゲートGには第1の伝送路30の低電位30L側の電圧が印加されてN型MOSトランジスタ120aはオフし、太陽電池10から二次電池20への電力の供給路である第1の伝送路30は遮断されている。 In the period T3, “VSCin ≦ VDDin” is established between the input solar battery voltage VSCin and the input secondary battery voltage VDDin. Therefore, at time S when "VSCin = VDDin", the comparator 70 outputs a high level, thereby turning off the P-type MOS transistor 100a and causing the potential at the connection point 110a to be the first transmission path. As the low potential 30L side of the 30 becomes the same potential, a voltage on the low potential 30L side of the first transmission path 30 is applied to the gate G of the N-type MOS transistor 120a to turn off the N-type MOS transistor 120a. The first transmission path 30 which is a supply path of power from the battery 10 to the secondary battery 20 is cut off.
しかしながら、従来の充電制御回路では、太陽電池10から二次電池20への電力の供給路である第1の伝送路30が遮断された時刻S以降にあっては、二次電池20と第2の伝送路40とは第1の伝送路30を介して閉回路となっていることから、二次電池20の電流は、第2の伝送路40に向かって流出してしまうという問題があった。このため、太陽パネルに太陽光が当たっていない期間であって時刻S以降にあっては、二次電池20の電力が無駄に消費され続けてしまい、二次電池20の電力の損失につながっていた。 However, in the conventional charge control circuit, after time S when the first transmission path 30, which is a supply path of power from the solar cell 10 to the secondary cell 20, is cut off, the secondary cell 20 and the second Because the transmission line 40 is a closed circuit via the first transmission line 30, there is a problem that the current of the secondary battery 20 flows out toward the second transmission line 40. . For this reason, during a period when solar light is not applied to the solar panel and after time S, the power of the secondary battery 20 continues to be consumed wastefully, leading to a loss of power of the secondary battery 20. The
これに対し、第2の実施形態にかかる充電制御システムでは、太陽電池10の電力の低下に伴って第1の伝送路30が遮断された後、さらに太陽電池10の電力が低下して電圧VSCが0Vになる時刻TH、及び同時刻以降の期間T4においては、第1の伝送路30に接続され、太陽電池10の電力を利用して動作する定電流バイアス生成部80から第2の伝送路40のP型MOSトランジスタ42a、及び第3の伝送路60のP型MOSトランジスタ62aの各ゲートGへの電力の供給が停止されることとなる。そして、定電流バイアス生成部80からの電力の供給が停止されると、P型MOSトランジスタ42a及びP型MOSトランジスタ62aは共にオフすることとなる。これにより、第2の伝送路40はP型MOSトランジスタ42aによって遮断され、第3の伝送路60はP型MOSトランジスタ62aによって遮断されることとなる。このため、二次電池20と第2の伝送路40とは閉回路でなくなり、二次電池20の電力は、第2の伝送路40に向かって流出することがないので、二次電池20の電力消費を抑えることができる。 On the other hand, in the charge control system according to the second embodiment, the power of the solar cell 10 is further reduced after the first transmission path 30 is cut off as the power of the solar cell 10 is reduced, and the voltage VSC is thus reduced. At time TH when the voltage becomes 0 V, and during a period T4 after the same time, the constant current bias generation unit 80 connected to the first transmission path 30 operates using the power of the solar cell 10 to the second transmission path The supply of power to the gates G of the P-type MOS transistor 42 a of 40 and the P-type MOS transistor 62 a of the third transmission path 60 is stopped. Then, when the supply of power from the constant current bias generation unit 80 is stopped, both the P-type MOS transistor 42 a and the P-type MOS transistor 62 a are turned off. As a result, the second transmission path 40 is cut off by the P-type MOS transistor 42 a, and the third transmission path 60 is cut off by the P-type MOS transistor 62 a. Therefore, the secondary battery 20 and the second transmission line 40 do not have a closed circuit, and the power of the secondary battery 20 does not flow out toward the second transmission line 40. Power consumption can be reduced.
なお、時刻S以降であって、時刻TH以前の期間T3においては、期間T2の場合と同様に入力太陽電池電圧VSCinと入力二次電池電圧VDDinとの間には「VSCin<VDDin」が成り立っている。このとき、N型MOSトランジスタ120aはオフし、太陽電池10から二次電池20への電力の供給路である第1の伝送路30は遮断されることとなる。この場合には、期間T3においては太陽電池10が0Vになっていないため、P型MOSトランジスタ42aはオンしており二次電池20の電力は、第2の伝送路40に向かって流出してしまう。しかしながら、時刻Sから時刻THまでの時間、すなわち太陽光パネルに太陽光が当たらなくなってから太陽電池10の電圧VSCが0Vになるまでの時間は1秒にも満たないため、その期間の二次電池20の電力の損失は実質的に無視することができる程度のものである。 In period T3 after time S and before time TH, "VSCin <VDDin" holds between input solar cell voltage VSCin and input secondary cell voltage VDDin as in the case of period T2. There is. At this time, the N-type MOS transistor 120 a is turned off, and the first transmission path 30 which is a supply path of power from the solar cell 10 to the secondary cell 20 is cut off. In this case, since the solar cell 10 is not at 0 V in the period T3, the P-type MOS transistor 42a is turned on, and the power of the secondary cell 20 flows out toward the second transmission path 40. I will. However, since the time from time S to time TH, that is, the time until the voltage VSC of the solar cell 10 becomes 0 V after the sunlight does not reach the solar panel is less than one second, the secondary of that period is The power loss of the battery 20 is substantially negligible.
時刻FOになると、太陽光パネルに再び太陽光が当たることとなる。このため、定電流バイアス生成部80からP型MOSトランジスタ42a及びP型MOSトランジスタ62aの各ゲートGには一定の電圧が印加され、P型MOSトランジスタ42a及びP型MOSトランジスタ62aは各々オンし、第2の伝送路40には太陽電池10からの電流が流れ、第3の伝送路60には二次電池20からの電流が流れることとなる。そして、期間T5を経て時刻FIになると、入力太陽電池電圧VSCinと入力二次電池電圧VDDinとの間には、再び「VSCin>VDDin」が成り立つ。このため、N型MOSトランジスタ120aは再びオンし、太陽電池10の電力は第1の伝送路30を介して二次電池20に供給されることとなる。 When the time FO comes, the solar panel is again exposed to sunlight. Therefore, a constant voltage is applied from the constant current bias generation unit 80 to the gates G of the P-type MOS transistor 42a and the P-type MOS transistor 62a, and the P-type MOS transistor 42a and the P-type MOS transistor 62a are turned on. The current from the solar cell 10 flows through the second transmission path 40, and the current from the secondary battery 20 flows through the third transmission path 60. Then, at time FI after a period T5, “VSCin> VDDin” holds again between the input solar battery voltage VSCin and the input secondary battery voltage VDDin. Therefore, the N-type MOS transistor 120 a is turned on again, and the power of the solar cell 10 is supplied to the secondary cell 20 via the first transmission path 30.
以上で説明したように、第2の実施形態にかかる充電制御システムによれば、太陽電池10から二次電池20へ電力を供給する第1の伝送路30を遮断した場合、太陽電池10の電力の低下に伴って、第1の伝送路30と二次電池20と共に閉回路50を構成する第2の伝送路40を遮断することによって、第1の伝送路30を遮断した場合に二次電池20の電流が第1の伝送路と二次電池と第2の伝送路とで構成された閉回路に流れ続けるという問題が解消されるため、二次電池20の電力の損失を抑えることができる。 As described above, according to the charge control system of the second embodiment, when the first transmission path 30 for supplying power from the solar cell 10 to the secondary battery 20 is shut off, the power of the solar cell 10 is obtained. When the first transmission line 30 is cut off by cutting off the second transmission line 40 that constitutes the closed circuit 50 together with the first transmission line 30 and the secondary battery 20, Since the problem that the current of 20 continues to flow in the closed circuit constituted by the first transmission line, the secondary battery and the second transmission line is eliminated, the power loss of the secondary battery 20 can be suppressed. .
なお、コンパレータ70の駆動電力は、図6に示すように、第1の伝送路30に接続された第4の伝送路130aを介して太陽電池10から供給することが好ましい。同構成が好ましい理由は、第1の実施形態に記載のものと同様である。 The driving power of the comparator 70 is preferably supplied from the solar cell 10 via the fourth transmission path 130 a connected to the first transmission path 30 as shown in FIG. 6. The reason why the same configuration is preferable is the same as that described in the first embodiment.
また、抵抗素子41aと抵抗素子61aとは、同じ抵抗値で形成されており、また、P型MOSトランジスタ42aとP型MOSトランジスタ62aとは、同じ特性で形成されていることが好ましい。なぜならば、第2の伝送路40を介してコンパレータ70に供給される二次電池20の電圧と、第3の伝送路60を介してコンパレータ70に供給される太陽電池10の電圧とに対してなされる分圧を同じ割合で提供することができるからである。 Preferably, resistance element 41a and resistance element 61a are formed to have the same resistance value, and P-type MOS transistor 42a and P-type MOS transistor 62a are preferably formed to have the same characteristics. The reason is that the voltage of the secondary battery 20 supplied to the comparator 70 via the second transmission line 40 and the voltage of the solar cell 10 supplied to the comparator 70 via the third transmission line 60. It is because the partial pressure to be made can be provided at the same rate.
また、抵抗素子41a、又は抵抗素子61aは可変抵抗であることが好ましい。なぜならば、少なくともいずれか一方が可変抵抗であることで、抵抗素子41aと抵抗素子61aとが異なる抵抗を備えて形成された場合であっても、いずれかの抵抗値を調整して抵抗素子41aと抵抗素子61aとを同抵抗値とすることができるからである。また、コンパレータ70に入力オフセット電圧がある場合でも、いずれかの抵抗値を調整して分圧比を変更し、コンパレータ70の入力オフセット電圧を相殺することができるからである。 Moreover, it is preferable that the resistive element 41a or the resistive element 61a be a variable resistance. This is because at least one of them is a variable resistance, and even if the resistance element 41a and the resistance element 61a are formed with different resistances, one of the resistance values is adjusted to adjust the resistance element 41a. And the resistance element 61a can be made to have the same resistance value. In addition, even when the comparator 70 has an input offset voltage, it is possible to adjust any resistance value to change the voltage division ratio and cancel the input offset voltage of the comparator 70.
また、N型MOSトランジスタ120aは、第1の伝送路30の高電位30H側に設けるのではなく、低電位30L側に設けている。なぜならば、上述のようにコンパレータ70の駆動電力を太陽電池10から供給している場合においては、N型MOSトランジスタ120aを第1の伝送路30の高電位30H側に設けた場合、N型MOSトランジスタ120aのドレインDが太陽電池10と同電位であるのに対して、N型MOSトランジスタ120aのゲートGに印加される電圧も太陽電池10の電圧となってしまうため、正常なオンオフ動作ができなくなってしまうからである。 Further, the N-type MOS transistor 120a is not provided on the high potential 30H side of the first transmission path 30, but is provided on the low potential 30L side. The reason is that, when the driving power of the comparator 70 is supplied from the solar cell 10 as described above, the N-type MOS transistor 120 a is provided on the high potential 30 H side of the first transmission path 30. While the drain D of the transistor 120a is at the same potential as the solar cell 10, the voltage applied to the gate G of the N-type MOS transistor 120a is also the voltage of the solar cell 10, so a normal on / off operation can be performed It is because it is gone.
また、第2の実施形態では、抵抗素子90a及びP型MOSトランジスタ100aを介してN型MOSトランジスタ120aのオンオフを制御している。なぜならば、単純にコンパレータ70の出力をN型MOSトランジスタ120aのゲートGに直接入力する構成とした場合には、N型MOSトランジスタ120aの正常なオフ動作を実現することができないからである。この理由としては、コンパレータ70の出力をN型MOSトランジスタ120aのゲートGに直接入力する構成とした場合であって、第1の伝送路30に並列に接続された第4の伝送路130aを介して太陽電池10から供給する構成を採用した場合には、コンパレータ70からN型MOSトランジスタ120aのゲートGに供給される電圧が太陽電池10の電圧となる一方で、N型MOSトランジスタ120aのソースSに供給される電圧は、太陽電池10の電圧を基準0Vとしてマイナス電位となることから、太陽電池10が0Vとなっても依然としてゲートGの電位がソースSの電位を上回ってしまい、N型MOSトランジスタ120aがオフすることができず、二次電池20から太陽電池10へ電流が逆流してしまい、二次電池20の電力の損失につながってしまうからである。 In the second embodiment, on / off of the N-type MOS transistor 120a is controlled via the resistance element 90a and the P-type MOS transistor 100a. The reason is that when the output of the comparator 70 is simply directly input to the gate G of the N-type MOS transistor 120a, the normal off operation of the N-type MOS transistor 120a can not be realized. The reason is that the output of the comparator 70 is directly input to the gate G of the N-type MOS transistor 120a, and the fourth transmission path 130a connected in parallel to the first transmission path 30 is used. In the case of adopting a configuration in which the solar cell 10 supplies power, the voltage supplied from the comparator 70 to the gate G of the N-type MOS transistor 120a becomes the voltage of the solar cell 10, while the source S of the N-type MOS transistor 120a Since the voltage supplied to the power supply is a negative potential with the voltage of the solar cell 10 as the reference 0 V, the potential of the gate G still exceeds the potential of the source S even if the solar cell 10 becomes 0 V, and the N-type MOS The transistor 120 a can not be turned off, and the current flows from the secondary battery 20 back to the solar cell 10. This is because leads to loss of power.
図8は、第2の実施形態にかかる充電制御システムの変形例を示している。なお、本変形例では、図8において、図6に示した充電制御システムと同一構成の箇所については同一番号を付してその説明を省略する。 FIG. 8 shows a modification of the charge control system according to the second embodiment. In the present modification, in FIG. 8, the same components as those of the charge control system shown in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
図8に示した充電制御システムと図6に示した充電制御システムとは、第1に、第2の伝送路40に接続された抵抗素子41aに代えて、第1のMOSトランジスタとしてのN型MOSトランジスタ43aが設けられており、第2に、第3の伝送路60に接続された抵抗素子61aに代えて、第2のMOSトランジスタとしてのN型MOSトランジスタ63aが設けられている点でそれぞれ異なる。 First of all, the charge control system shown in FIG. 8 and the charge control system shown in FIG. 6 are N-type as a first MOS transistor instead of the resistance element 41 a connected to the second transmission path 40. A second MOS transistor 43a is provided, and secondly, an N-type MOS transistor 63a as a second MOS transistor is provided instead of the resistance element 61a connected to the third transmission path 60. It is different.
N型MOSトランジスタ43aは、第2の伝送路40においてP型MOSトランジスタ42aに直列に接続されている。詳しくは、N型MOSトランジスタ43aのドレインDとゲートGとはP型MOSトランジスタ42aのドレインDに共通接続されており、N型MOSトランジスタ43aのゲートGとP型MOSトランジスタ42aのドレインDとは同電位で形成されている。N型MOSトランジスタ43aを用いることで、抵抗素子41aを用いる場合に比べ、より少ない定電流で二次電池20をより大きく分圧することが可能となる。なお、抵抗素子41aに代えてN型MOSトランジスタ43aを用いることのメリットは、第1の実施形態における抵抗素子41に代えてP型MOSトランジスタ43を用いることのメリットと同様である。 The N-type MOS transistor 43 a is connected in series to the P-type MOS transistor 42 a in the second transmission path 40. Specifically, the drain D and gate G of the N-type MOS transistor 43a are commonly connected to the drain D of the P-type MOS transistor 42a, and the gate G of the N-type MOS transistor 43a and the drain D of the P-type MOS transistor 42a are It is formed at the same potential. By using the N-type MOS transistor 43a, it is possible to divide the secondary battery 20 by a larger amount with a smaller constant current as compared to the case of using the resistance element 41a. The merit of using the N-type MOS transistor 43a instead of the resistance element 41a is the same as the merit of using the P-type MOS transistor 43 instead of the resistance element 41 in the first embodiment.
N型MOSトランジスタ63aは、第3の伝送路60においてP型MOSトランジスタ62aに直列に接続されている。詳しくは、N型MOSトランジスタ63aのドレインDとゲートGはP型MOSトランジスタ62aのドレインDに共通接続されており、N型MOSトランジスタ63aのゲートGとP型MOSトランジスタ62aのドレインDとは同電位となっている。なお、第3の伝送路60において抵抗素子61aに代えてN型MOSトランジスタ63aを用いた場合のメリットは、第2の伝送路40において抵抗素子41aに代えてN型MOSトランジスタ43aを用いた場合と同様である。 The N-type MOS transistor 63 a is connected in series to the P-type MOS transistor 62 a in the third transmission path 60. Specifically, the drain D and the gate G of the N-type MOS transistor 63a are commonly connected to the drain D of the P-type MOS transistor 62a, and the gate G of the N-type MOS transistor 63a and the drain D of the P-type MOS transistor 62a are the same. It is potential. The merit of using the N-type MOS transistor 63a instead of the resistance element 61a in the third transmission path 60 is that the N-type MOS transistor 43a is used instead of the resistance element 41a in the second transmission path 40. Is the same as
図9は、第2の実施形態にかかる充電制御システムの他の変形例を示す図である。なお、本変形例では、図9において、図6、又は図8に示した充電制御システムと同一構成の箇所については同一符号を付してその説明を省略する。 FIG. 9 is a view showing another modification of the charge control system according to the second embodiment. In the present modification, in FIG. 9, parts having the same configurations as those in the charge control system shown in FIG. 6 or FIG. 8 are assigned the same reference numerals and descriptions thereof will be omitted.
本変形例にかかる充電制御システムは、太陽電池10、二次電池20、及び半導体チップ140aから構成されている。 The charge control system according to the present modification includes a solar cell 10, a secondary cell 20, and a semiconductor chip 140a.
半導体チップ140aは、第1の伝送路30、第2の伝送路40、第3の伝送路60、コンパレータ70、定電流バイアス生成部80、及びN型MOSトランジスタ120aを少なくとも備えて形成されている。詳しくは、半導体チップ140aは、太陽電池10に電気的に接続される第1の電極としての電極150aa及び電極150abと、二次電池20に電気的に接続される第2の電極としての電極150ac及び電極150adと、電極150aa、電極150ab、電極150ac、及び電極150adと電気的に接続され、太陽電池10から出力される電力を二次電池20に伝送する第1の伝送路と、第1の伝送路30に接続され、第1の伝送路30と二次電池20と共に閉回路50を構成する第2の伝送路40と、太陽電池10からの出力に基づく電圧と、第2の伝送路40に接続されて第2の伝送路40を介して伝送される二次電池20からの出力に基づく電圧とを比較するコンパレータ70と、を備え、第1の伝送路30は、コンパレータ70において太陽電池10から出力される電圧が二次電池20から出力される電圧以下であると判定された場合に第1の伝送路30を遮断するN型MOSトランジスタ120aを備え、第2の伝送路40は、第1の伝送路30が遮断された後、太陽電池10の電力の低下に伴って第2の伝送路40を遮断するN型MOSトランジスタ42aを備えている。 The semiconductor chip 140a includes at least a first transmission path 30, a second transmission path 40, a third transmission path 60, a comparator 70, a constant current bias generation unit 80, and an N-type MOS transistor 120a. . Specifically, the semiconductor chip 140 a includes an electrode 150 aa and an electrode 150 ab as a first electrode electrically connected to the solar cell 10, and an electrode 150 ac as a second electrode electrically connected to the secondary battery 20. And a first transmission path which is electrically connected to the electrode 150ad, the electrode 150aa, the electrode 150ab, the electrode 150ac, and the electrode 150ad, and transmits the power output from the solar cell 10 to the secondary cell 20; A second transmission line 40 connected to the transmission line 30 and forming a closed circuit 50 together with the first transmission line 30 and the secondary battery 20, a voltage based on the output from the solar cell 10, and a second transmission line 40 And a comparator 70 for comparing the voltage based on the output from the secondary battery 20 connected to the second transmission line 40 and transmitted via the second transmission line 40, and the first transmission line 30 is An N-type MOS transistor 120a for interrupting the first transmission path 30 when it is determined in the data 70 that the voltage output from the solar cell 10 is equal to or less than the voltage output from the secondary battery 20; The transmission line 40 includes an N-type MOS transistor 42 a that shuts off the second transmission path 40 as the power of the solar cell 10 decreases after the first transmission path 30 is shut off.
電極150aaは、太陽電池10の正電極側に電気的に接続されると共に、半導体チップ140a内に形成された第1の伝送路30の高電位30H側と電気的に接続されている。電極150abは、太陽電池10の負電極側に電気的に接続されると共に、半導体チップ140a内に形成された第1の伝送路30の低電位30L側と電気的に接続されている。電極150acは、二次電池20の正電極側に電気的に接続されると共に、半導体チップ140a内に形成された第1の伝送路30の高電位30H側と電気的に接続されている。電極150adは、二次電池20の負電極側に電気的に接続されると共に、半導体チップ140a内に形成された第1の伝送路30の低電位30L側と電気的に接続されている。以上により、半導体チップ140aと太陽電池10は、電極150aa及び電極150abを介して電気的に接続され、半導体チップ140aと二次電池20は電極150ac及び電極150adを介して電気的に接続されている。 The electrode 150aa is electrically connected to the positive electrode side of the solar cell 10, and is also electrically connected to the high potential 30H side of the first transmission path 30 formed in the semiconductor chip 140a. The electrode 150ab is electrically connected to the negative electrode side of the solar cell 10, and is also electrically connected to the low potential 30L side of the first transmission path 30 formed in the semiconductor chip 140a. The electrode 150ac is electrically connected to the positive electrode side of the secondary battery 20, and is also electrically connected to the high potential 30H side of the first transmission path 30 formed in the semiconductor chip 140a. The electrode 150ad is electrically connected to the negative electrode side of the secondary battery 20, and is also electrically connected to the low potential 30L side of the first transmission path 30 formed in the semiconductor chip 140a. As described above, the semiconductor chip 140a and the solar cell 10 are electrically connected through the electrode 150aa and the electrode 150ab, and the semiconductor chip 140a and the secondary cell 20 are electrically connected through the electrode 150ac and the electrode 150ad. .
なお、図9には、第2の伝送路40に抵抗素子41aを採用し、第3の伝送路60に抵抗素子61aを採用した場合を示したが、この第2の伝送路40には、図8に示したように抵抗素子41aに代えてN型MOSトランジスタ43aを採用し、また、第3の伝送路60には、図8に示したように抵抗素子61aに代えてN型MOSトランジスタ63aを採用しても良い。 Although FIG. 9 shows the case where the resistive element 41 a is adopted for the second transmission path 40 and the resistive element 61 a is adopted for the third transmission path 60, the second transmission path 40 is As shown in FIG. 8, an N-type MOS transistor 43a is employed in place of the resistance element 41a, and an N-type MOS transistor is used in the third transmission path 60 instead of the resistance element 61a as shown in FIG. You may adopt 63a.
10 太陽電池
20 二次電池
30 第1の伝送路
40 第2の伝送路
50 閉回路
60 第3の伝送路
70 コンパレータ
80 定電流バイアス生成部
90 N型MOSトランジスタ
100 抵抗素子
120 P型MOSトランジスタ
120a N型MOSトランジスタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 solar cell 20 secondary battery 30 1st transmission path 40 2nd transmission path 50 closed circuit 60 3rd transmission path 70 comparator 80 constant current bias generation part 90 N type MOS transistor 100 resistance element 120 P type MOS transistor 120a N type MOS transistor
Claims (1)
前記第2の端子から駆動電力が供給され、前記二次電池の分圧と前記充電電圧の分圧とを比較し、比較結果を前記第1の遮断部に出力する比較部と、
を有し、
前記二次電池の分圧及び前記充電電圧の分圧は、前記第2の端子から駆動電力が供給されるバイアス生成部から出力されるバイアス電圧に応じて発生し、
前記二次電池の分圧を生成し、前記充電電圧の低下に伴って電流経路が遮断される分圧回路を更に含む
半導体装置。
A first blocking portion disposed between a first terminal to which one electrode of the secondary battery is electrically connected and a second terminal to which a charging voltage for charging the secondary battery is applied;
A comparison unit which is supplied with drive power from the second terminal, compares the voltage division of the secondary battery with the voltage division of the charging voltage, and outputs the comparison result to the first shutoff unit;
I have a,
The division of the secondary battery and the division of the charge voltage are generated according to a bias voltage output from a bias generation unit to which drive power is supplied from the second terminal,
The semiconductor device further comprising a voltage dividing circuit that generates a partial pressure of the secondary battery and cuts off a current path as the charging voltage decreases .
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