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JP3428955B2 - Buffer battery power supply system - Google Patents

Buffer battery power supply system

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JP3428955B2
JP3428955B2 JP2000256414A JP2000256414A JP3428955B2 JP 3428955 B2 JP3428955 B2 JP 3428955B2 JP 2000256414 A JP2000256414 A JP 2000256414A JP 2000256414 A JP2000256414 A JP 2000256414A JP 3428955 B2 JP3428955 B2 JP 3428955B2
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signal
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battery
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ヴラッド・ポペスキュ−スタネスティ
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O▲2▼ Micro International Ltd.
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Power Sources (AREA)
  • Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)
  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、バッテリィ電力供
給システムに関し、かつ、より詳細には、動作システム
と再充電可能なバッテリィとへ供給される電力を制御で
きるバッファ付バッテリィ充電器回路に関する。本発明
に特有のユーティリティは、ポータブル電子装置のため
の電力供給システムにある。しかし、他のユーティリテ
ィも、ここで熟考される。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery power supply system, and more particularly to a buffered battery charger circuit capable of controlling the power supplied to an operating system and a rechargeable battery. A utility unique to the present invention resides in a power supply system for portable electronic devices. However, other utilities are also considered here.

【0002】[0002]

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】図1
は、ポータブル電子システム24のための従来の一般的
な電力供給トポロジー20の簡単化されたブロック概略
図である。動作システム24は、バッテリィ18または
外部入力電力アダプタ10のいずれかから電力を得る。
該電力は、システムDC/DCコンバータ22によって
調節される。入力電力アダプタ10は、ACアウトレッ
トまたはDC電源のような外部一次電力ソースから電力
を得、かつ、該電力を、システムDC/DCコンバータ
22へ(独立したダイオード12を通して)直接提供す
ると共に、該電力をバッテリィ充電器14へ直接提供す
る。一次電力ソースが利用可能でない間は、バッテリィ
18が、独立したダイオード16を通して、システムD
C/DCコンバータ22へ接続されかつ電力を提供す
る。一次電力ソースが利用可能であるときは、バッテリ
ィは、逆極性にされた(逆バイアスにされた)ダイオー
ド16によって、システムDC/DCコンバータ22の
電力入力から絶縁される。更に、電力が一次電力ソース
によって供給されるときは、バッテリィ18は、充電器
14を通して、充電される。図1に示されるこのトポロ
ジーは、「システムDC/DCコンバータ22の入力で
あるノード25において、大きなかつ急速な電圧過渡現
象が発生する」という欠点を有する。
Prior Art and Problems to be Solved by the Invention FIG.
FIG. 1 is a simplified block schematic diagram of a conventional general power supply topology 20 for a portable electronic system 24. Operating system 24 derives power from either battery 18 or external input power adapter 10.
The power is regulated by the system DC / DC converter 22. The input power adapter 10 draws power from an external primary power source, such as an AC outlet or a DC power source, and provides the power directly to the system DC / DC converter 22 (through a separate diode 12) and Directly to the battery charger 14. While the primary power source is unavailable, the battery 18 allows the system D to pass through a separate diode 16.
It is connected to the C / DC converter 22 and provides power. When the primary power source is available, the battery is isolated from the power input of system DC / DC converter 22 by reverse-polarized (reverse-biased) diode 16. Further, the battery 18 is charged through the charger 14 when power is provided by the primary power source. This topology shown in FIG. 1 has the drawback that "a large and rapid voltage transient occurs at node 25, which is the input of system DC / DC converter 22".

【0003】図2は、バッファバッテリィ電力供給2
0’トポロジーの簡単化されたブロック図を示す。バッ
テリィパック18は、システムDC/DCコンバータ2
2の入力に常時接続され、かつ、要求された電力を提供
する。外部一次電力ソースが利用可能であるときは、外
部入力電力アダプタ10が、バッテリィ充電器14に電
力を供給する。外部入力電力アダプタ10は、一次ソー
スのパラメータを充電器入力要求に適合させることを意
図する。バッテリィ充電器14は、バッテリィ18を充
電するために、または、フル充電されたバッテリィの電
圧を最適レベルに維持するために、システムDC/DC
コンバータ22およびバッテリィ18の両方に並列に電
力を供給する。この「バッファバッテリィトポロジー」
は、システムDC/DCコンバータ入力(ノード25)
における電圧変化を通常のバッテリィパック電圧変化に
制限し、かつ、この入力における急速な電圧過渡現象を
抑制する。更に、システム24によって要求される電力
が入力電力アダプタ10の容量を一時的に超える場合、
入力電力アダプタ10およびバッテリィ18の両方が、
並列に、システム24への電力を、コンバータ22を通
して駆動する。しかしながら、残念なことに、図2に示
される回路20’は、バッテリィ充電器によって供給さ
れる電力が(バッテリィまたはシステムまたはその両方
からのプリセット制限またはプリセット要求に基づい
て)増減されうるための機構を提供しない。
FIG. 2 shows a buffer battery power supply 2
Figure 3 shows a simplified block diagram of a 0'topology. The battery pack 18 is the system DC / DC converter 2
It is always connected to the two inputs and provides the required power. An external input power adapter 10 powers the battery charger 14 when an external primary power source is available. The external input power adapter 10 is intended to adapt the parameters of the primary source to the charger input requirements. The battery charger 14 includes a system DC / DC to charge the battery 18 or to maintain the voltage of the fully charged battery at an optimum level.
Both converter 22 and battery 18 are powered in parallel. This "buffer battery topology"
Is the system DC / DC converter input (node 25)
Limits the voltage change at the normal battery pack voltage change and suppresses rapid voltage transients at this input. Further, if the power required by system 24 temporarily exceeds the capacity of input power adapter 10,
Both the input power adapter 10 and the battery 18
In parallel, power to system 24 is driven through converter 22. Unfortunately, however, the circuit 20 'shown in FIG. 2 provides a mechanism by which the power provided by the battery charger may be increased or decreased (based on preset limits and / or demands from the battery and / or system). Do not provide.

【0004】同様に、Kates らによる米国特許第5,698,
964 号は、バッテリィ充電回路トポロジーを提供する。
この回路は、バッテリィを充電するために、ACアダプ
タからの電流(即ち、Iin)を監視し、かつ、全ての利
用可能な電流を適応可能に利用する。システムDC/D
Cコンバータは、ACアダプタの接続後、該ACアダプ
タによって直接電力を供給される。バッテリィは該シス
テムから切り離される。故に、システムDC/DCコン
バータの入力における電圧は、(充電されていないバッ
テリィの低電圧からACアダプタ電圧への)大きな過渡
現象のままである。該ACアダプタ電圧は、最大に充電
されたバッテリィ電圧よりも常に高い。更に、ACアダ
プタ出力電圧は変化しうるので、システム(例えば、ポ
ータブル電子デバイス)およびバッテリィの両方へAC
アダプタによって送られる電力に対しては、実際には制
御が提供されていない。同様のトポロジーは、Bellによ
る米国特許第5,723,970 号において提供される。該トポ
ロジーは、上述された欠点と同様の欠点および/または
更なる欠点を有する。
Similarly, US Patent No. 5,698, to Kates et al.
The 964 provides a battery charging circuit topology.
This circuit monitors the current from the AC adapter (ie, I in ) and adaptively utilizes all available current to charge the battery. System DC / D
The C converter is directly powered by the AC adapter after the AC adapter is connected. The battery is disconnected from the system. Therefore, the voltage at the input of the system DC / DC converter remains a large transient (from the low voltage of the uncharged battery to the AC adapter voltage). The AC adapter voltage is always higher than the maximum charged battery voltage. In addition, the AC adapter output voltage can change, so that AC to both the system (eg, portable electronic device) and the battery is
No control is actually provided for the power delivered by the adapter. A similar topology is provided in Bell, US Pat. No. 5,723,970. The topology has similar and / or additional drawbacks to those mentioned above.

【0005】故に、総出力電力およびバッテリィへ送ら
れる電力の両方を制御できるバッファ付バッテリィ電力
供給システムを提供する要求がある。更に、電子デバイ
スまたはバッテリィまたはその両方において発生する電
圧過渡現象を大幅に減少させるシステムを提供する要求
がある。
Therefore, there is a need to provide a buffered battery power supply system that can control both the total output power and the power delivered to the battery. Further, there is a need to provide a system that significantly reduces the voltage transients that occur in electronic devices and / or batteries.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】従って、本発明は、バッ
テリィ充電器回路によって送られた総出力電流とバッテ
リィへ送られた電圧との両方のフィードバック制御を具
備するバッファバッテリィ電力供給システムを提供する
ことによって、上述された欠点を解決する。更に、フィ
ードバック制御は、バッテリィ充電器回路によって送ら
れた総出力電力(総出力電流×総出力電圧)に基づいて
提供される。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention provides a buffer battery power supply system with feedback control of both the total output current delivered by the battery charger circuit and the voltage delivered to the battery. This solves the drawbacks mentioned above. In addition, feedback control is provided based on the total output power (total output current x total output voltage) delivered by the battery charger circuit.

【0007】本発明の一実施形態では、デューティサイ
クルを生成するための充電器回路を具備する電力供給シ
ステムが提供される。該デューティサイクルは、動作シ
ステムとバッテリィとへ電力を送るためのものである。
充電器回路によって生成された総出力電流を検知するた
めに第1フィードバックループが提供され、かつ、充電
器回路によって前記バッテリィへ送られた電流を検知す
るために第2フィードバックループが提供される。第1
フィードバックループと第2フィードバックループと
は、充電器回路へのエラー信号を生成するためのエラー
回路を具備する。充電器回路は、デューティサイクルを
調整し、それによって、動作システムとバッテリィとへ
送られる総出力電流をエラー信号の値に基づいて制御す
る。
In one embodiment of the present invention, a power supply system is provided that includes a charger circuit for generating a duty cycle. The duty cycle is for delivering power to the operating system and the battery.
A first feedback loop is provided to sense the total output current produced by the charger circuit, and a second feedback loop is provided to sense the current delivered by the charger circuit to the battery. First
The feedback loop and the second feedback loop include an error circuit for generating an error signal to the charger circuit. The charger circuit regulates the duty cycle, thereby controlling the total output current delivered to the operating system and the battery based on the value of the error signal.

【0008】本発明の他の実施形態では、入力電力ソー
スと充電器回路とを具備する電力供給システムが提供さ
れる。該充電器回路は、制御された電力を動作システム
とバッテリィとへ送るために、入力電力ソースを制御す
るためのデューティサイクルを生成するためのものであ
る。充電器回路によって生成された総出力電流を検知す
るために、第1フィードバックループが提供される。第
1フィードバックループは、総出力電流とプリセットス
レッショルド総出力電流信号とに基づいて、第1エラー
信号を生成する。充電器回路によってバッテリィへ送ら
れた電流を検知するために、第2フィードバックループ
が提供される。第2フィードバックループは、バッテリ
ィへ送られた電流とプリセットスレッショルドバッテリ
ィ電流信号とに基づいて、第2エラー信号を生成する。
充電器回路によって生成された総出力電力を検知するた
めに、第3フィードバックループが提供される。第3フ
ィードバックループは、総出力電力とプリセットスレッ
ショルド総出力電力信号とに基づいて、第3エラー信号
を生成する。第1エラー信号と第2エラー信号と第3エ
ラー信号とを使用して、充電器回路は、デューティサイ
クルを調整する。該デューティサイクルは、動作システ
ムとバッテリィとへ送られる総出力電流と総出力電力と
を制御するためのものである。
In another embodiment of the invention, a power supply system is provided that includes an input power source and a charger circuit. The charger circuit is for generating a duty cycle for controlling the input power source to deliver controlled power to the operating system and the battery. A first feedback loop is provided to sense the total output current produced by the charger circuit. The first feedback loop generates a first error signal based on the total output current and the preset threshold total output current signal. A second feedback loop is provided to sense the current delivered by the charger circuit to the battery. The second feedback loop produces a second error signal based on the current delivered to the battery and the preset threshold battery current signal.
A third feedback loop is provided to sense the total output power produced by the charger circuit. The third feedback loop generates a third error signal based on the total output power and the preset threshold total output power signal. The charger circuit adjusts the duty cycle using the first error signal, the second error signal, and the third error signal. The duty cycle is for controlling the total output current and total output power delivered to the operating system and the battery.

【0009】方法形式では、本発明は、充電器回路によ
って動作システムとバッテリィとへ送られる電流を調節
する方法を提供する。該方法は、充電器回路の総出力電
流とプリセットスレッショルド総出力電流信号とに基づ
く第1エラー信号を検知するステップを具備する。該方
法は、また、充電器回路によってバッテリィへ送られた
電流とプリセットスレッショルドバッテリィ電流信号と
に基づく第2エラー信号を検知することを具備する。第
1エラー信号または第2エラー信号の内の1つが、フィ
ードバック信号として、充電器回路へ提供される。充電
器回路は、送られる電流を、第1フィードバックエラー
信号または第2フィードバックエラー信号に基づいて調
整する。
In method form, the present invention provides a method of regulating the current delivered by a charger circuit to an operating system and a battery. The method comprises detecting a first error signal based on the total output current of the charger circuit and the preset threshold total output current signal. The method also includes detecting a second error signal based on the current sent by the charger circuit to the battery and the preset threshold battery current signal. One of the first error signal or the second error signal is provided as a feedback signal to the charger circuit. The charger circuit regulates the delivered current based on the first feedback error signal or the second feedback error signal.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】「以下の詳細説明は好ましい実施
形態と利用の方法とを参照しながら進められるが、本発
明はこれらの好ましい実施形態と利用の方法とに限定さ
れることを意図されない」ということが当業者によって
理解されるであろう。むしろ、本発明は、広範囲のもの
であり、かつ、添付の請求項に記載されたようにのみ限
定されることを意図される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The following detailed description proceeds with reference to preferred embodiments and methods of use, but the invention is not intended to be limited to these preferred embodiments and methods of use. Will be understood by those skilled in the art. Rather, the invention is intended to be broad and limited only as set forth in the appended claims.

【0011】本発明の他の特徴と利点とは、以下の詳細
説明が進むにつれて、かつ、図面を参照することによっ
て、明らかになるであろう。図面において、同じ番号は
同じ部品を表す。図面は以下の通りである。図1は、先
行技術の電力供給回路トポロジーのブロック図である。
図2は、先行技術の他の電力供給回路トポロジーのブロ
ック図である。図3は、本発明の電力供給システムの好
ましい一実施形態のブロック図である。図4は、図3の
実施形態の詳細回路図である。図5は、本発明の電力供
給システムの他の実施形態の詳細回路図である。図6
は、図5の実施形態において提供される電流−電圧乗算
回路の一例の詳細回路図である。図7は、図5の実施形
態において提供される電流−電圧乗算回路の他の例の詳
細回路図である。
Other features and advantages of the present invention will become apparent as the following detailed description proceeds and by reference to the drawings. In the drawings, the same numbers represent the same parts. The drawings are as follows: FIG. 1 is a block diagram of a prior art power supply circuit topology.
FIG. 2 is a block diagram of another prior art power supply circuit topology. FIG. 3 is a block diagram of a preferred embodiment of the power supply system of the present invention. FIG. 4 is a detailed circuit diagram of the embodiment of FIG. FIG. 5 is a detailed circuit diagram of another embodiment of the power supply system of the present invention. Figure 6
FIG. 6 is a detailed circuit diagram of an example of a current-voltage multiplication circuit provided in the embodiment of FIG. 5. FIG. 7 is a detailed circuit diagram of another example of the current-voltage multiplication circuit provided in the embodiment of FIG.

【0012】図3は、本発明によるバッテリィ電力シス
テム30の好ましい一実施形態のブロック図を示す。上
述されたように、バッテリィパック18は、検知レジス
タ34を通して、システムDC/DCコンバータへ常時
接続される。好ましくは、レジスタ34は、非常に小さ
い値のレジスタであり、かつ、バッテリィ18への電流
およびバッテリィ18からの電流を(極僅かな電圧降下
を伴って)検知することを意図される。バッテリィ充電
器32は、独立したダイオード12および検知レジスタ
26を通して、システムDC/DCコンバータ入力(ノ
ード25)へ接続される。入力電力アダプタ10が、利
用可能な一次電力ソースを有し、かつ、システム30へ
接続されると、バッテリィ充電器32は、要求される電
力を、DC/DCコンバータ22を通して、動作システ
ム24へ提供し、かつ、同時に、バッテリィ18を充電
する。バッテリィ充電電流とノード25上の電圧とは、
バッテリィ充電器32によって調節される。該バッテリ
ィ充電電流は、検知レジスタ34によって検知される。
バッテリィ充電器32は、電流検知レジスタ34からの
フィードバック接続とノード25からのフィードバック
接続とを使用する。更に、総バッテリィ充電器出力電流
は、検知レジスタ26によって検知され、かつ、検知レ
ジスタ26からバッテリィ充電器32へのフィードバッ
ク接続を使用することによって安全な値に制限される。
バッテリィ充電器32は、充電電流を減少させることに
よって反応する。検知レジスタ26,34を介したフィ
ードバック接続は、以下に、より詳細に説明される。
FIG. 3 shows a block diagram of a preferred embodiment of the battery power system 30 according to the present invention. As mentioned above, the battery pack 18 is always connected to the system DC / DC converter through the sensing register 34. Preferably, the resistor 34 is a very low value resistor and is intended to sense the current into and out of the battery 18 (with a negligible voltage drop). The battery charger 32 is connected to the system DC / DC converter input (node 25) through a separate diode 12 and sense resistor 26. When the input power adapter 10 has an available primary power source and is connected to the system 30, the battery charger 32 provides the required power to the operating system 24 through the DC / DC converter 22. And at the same time, the battery 18 is charged. The battery charge current and the voltage on node 25 are
It is regulated by the battery charger 32. The battery charging current is detected by the detection register 34.
Battery charger 32 uses a feedback connection from current sense resistor 34 and a feedback connection from node 25. In addition, the total battery charger output current is sensed by the sense resistor 26 and limited to a safe value by using the feedback connection from the sense resistor 26 to the battery charger 32.
The battery charger 32 reacts by reducing the charging current. The feedback connection via the sense registers 26, 34 is described in more detail below.

【0013】図4を参照すると、本発明の一実施形態に
よるバッテリィ充電器回路32の詳細回路図が示され
る。スイッチングMOSトランジスタ40,42とショ
ットキーダイオード46とインジケーター44とキャパ
シタ48とパルス幅変調器38とが、共に、制御された
バックコンバータ(buck converter)を形成する。この
実施形態では、バックコンバータパルスのサイクルのデ
ューティは、少なくとも3個のフィードバックループを
通して、パルス幅変調器38によって制御される。該3
個のフィードバックループは、I) エラー増幅器60の
周りに設けられた電圧ループと、II) バッテリィ充電電
流検知増幅器64とエラー増幅器58とを使用するバッ
テリィ充電電流ループと、III)出力電流検知増幅器62
と比較器56とを組み込んだ総出力電流制限ループとで
ある。ダイオード50,52,54は、「最も大きな負
の値(即ち、最も大きな逆バイアスを有するダイオー
ド)がPWM38へ通過する」ということを確実にす
る。これは、最も大きなエラーの測定である。故に、制
限値に到達した該出力パラメータの制御を提供する。
Referring to FIG. 4, there is shown a detailed circuit diagram of the battery charger circuit 32 according to one embodiment of the present invention. Switching MOS transistors 40 and 42, Schottky diode 46, indicator 44, capacitor 48 and pulse width modulator 38 together form a controlled buck converter. In this embodiment, the duty cycle of the buck converter pulse is controlled by the pulse width modulator 38 through at least three feedback loops. The 3
The feedback loops are I) a voltage loop provided around the error amplifier 60, II) a battery charge current loop using the battery charge current sense amplifier 64 and the error amplifier 58, and III) an output current sense amplifier 62.
And a total output current limiting loop incorporating a comparator 56. The diodes 50, 52, 54 ensure that "the most negative value (ie the diode with the most reverse bias) passes to the PWM 38". This is the largest measure of error. Therefore, it provides control of the output parameter which has reached the limit value.

【0014】入力電力アダプタ10が充電器入力へ電力
を提供すると、パルス幅変調器38は、電力MOSトラ
ンジスタ40,42のゲートを駆動するパルスを生成す
ることを開始する。結果として、充電器の出力上に電圧
が現れる。該パルスのデューティサイクルは、フィード
バックループからPWM38によって受信されるフィー
ドバック電圧に依存する。セットされた制限がいずれも
超えられない間は、デューティサイクルは増大する。そ
して、このことは、バックコンバータの出力電圧を上げ
る。セットされた制限は、以下に説明されるように、好
ましくは、プリセット入力として定義される。バックコ
ンバータの出力電圧がバッテリィ電圧を超えると、回路
80はON状態に切り替わり、かつ、該出力電圧はノー
ド25へ到達する。この電流は、システムDC/DCコ
ンバータ22とバッテリィ18との間において分配され
る。バッテリィへ流れる電流は、検知レジスタ34にお
いて電圧降下を発生する。この電圧は、検知増幅器64
によって増幅され、かつ、エラー増幅器58によってプ
ログラム値IDAC と比較される。充電電流がプログラム
値IDAC を超えると、エラー増幅器58の出力は、負に
なり、かつ、ダイオード52を通して流れ、かつ、(充
電電流を該プログラム値に保つために)PWMのデュー
ティサイクルを減少させる。同様に、エラー増幅器60
は、バッテリィ電圧をプログラム値VDAC と比較し、充
電電圧がプログラム値VDAC を超えると、バックコンバ
ータのデューティサイクルは減少する。同様に、バック
コンバータの総出力電流は、検知レジスタ26上で電圧
降下を発生する。この電圧降下は、検知増幅器62によ
って増幅され、かつ、エラー増幅器56によってプリセ
ット値Iout_max と比較される。総出力電流がプリセッ
ト値を超えると、エラー増幅器56の出力は負になり、
かつ、該信号はダイオード50を通して流れ、かつ、
(総出力電流を該プリセット制限に保つために)デュー
ティサイクルが減少される。この減少は、バッテリィ充
電電流の低下を引き起こす。知られているように、バッ
テリィの内部抵抗は低いので、バッテリィ充電電流は、
電圧の縮小に伴って、非常に急速に減少する。逆に、シ
ステムDC/DCコンバータ22によって引き込まれる
電流は、この電圧変化によっては、僅かな影響しか受け
ない。故に、バッテリィ充電電流が減少する間、ノード
25における総電流ITOT は一定に保たれる。故に、シ
ステムDC/DCコンバータ22へ割り当てられる電流
は増大される。バックコンバータの全体の出力電流は、
プリセット制限まで、システム24へ割り当てられる。
更に、もし、システムがより大きな電力を要求するなら
ば、電圧はよりいっそう低下し、かつ、バッテリィは、
電力を提供する際に、バックコンバータと結合する。こ
の特徴は、より小型かつ安価な入力電力アダプタを使用
することを可能にする。
When the input power adapter 10 provides power to the charger input, the pulse width modulator 38 begins to generate pulses that drive the gates of the power MOS transistors 40,42. As a result, a voltage appears on the output of the charger. The duty cycle of the pulse depends on the feedback voltage received by the PWM 38 from the feedback loop. The duty cycle increases as long as none of the set limits is exceeded. And this raises the output voltage of the buck converter. The set limits are preferably defined as preset inputs, as described below. When the output voltage of the buck converter exceeds the battery voltage, circuit 80 switches to the ON state and the output voltage reaches node 25. This current is distributed between the system DC / DC converter 22 and the battery 18. The current flowing to the battery causes a voltage drop in the detection resistor 34. This voltage is sense amplifier 64
And is compared with the programmed value I DAC by the error amplifier 58. When the charging current exceeds the programmed value I DAC , the output of error amplifier 58 becomes negative and flows through diode 52 and reduces the PWM duty cycle (to keep the charging current at the programmed value). . Similarly, the error amplifier 60
Compares the battery voltage with a programmed value V DAC and when the charging voltage exceeds the programmed value V DAC , the duty cycle of the buck converter decreases. Similarly, the total output current of the buck converter causes a voltage drop on the sense resistor 26. This voltage drop is amplified by the sense amplifier 62 and compared by the error amplifier 56 with the preset value I out — max . When the total output current exceeds the preset value, the output of the error amplifier 56 becomes negative,
And the signal flows through the diode 50, and
The duty cycle is reduced (to keep the total output current at the preset limit). This reduction causes a decrease in battery charging current. As is known, the battery's internal resistance is low, so the battery charging current is
It decreases very rapidly as the voltage decreases. Conversely, the current drawn by the system DC / DC converter 22 is only slightly affected by this voltage change. Therefore, the total current I TOT at node 25 remains constant while the battery charge current decreases. Therefore, the current allocated to the system DC / DC converter 22 is increased. The total output current of the buck converter is
Up to preset limits are assigned to system 24.
Furthermore, if the system demands more power, the voltage will drop even further and the battery will
Couples with the buck converter when providing power. This feature allows the use of smaller and cheaper input power adapters.

【0015】信号VDAC は、バッテリィ18へ安全に送
られることができる最大電圧(即ち、安全な動作のため
にバッテリィによって許可されるスレッショルド値)を
示すプログラムされた信号である。信号IDAC は、バッ
テリィ18へ安全に送られることができる最大電流(即
ち、安全な動作のためにバッテリィによって許可される
スレッショルド値)を示すプログラムされた信号であ
る。いくつかの場合において、(即ち、もし、バッテリ
ィ18が、該バッテリィ18の最大許容電力を示す信号
を供給するいわゆる「スマートバッテリィ」であるなら
ば、)バッテリィ18は、信号VDAC と信号IDAC
を、ディジタル形式で供給する。故に、上述されたよう
に、エラー増幅器60,58での比較を目的として、V
DAC とIDACとをそれぞれアナログ信号へ変換するため
に、D/Aコンバータ(不図示)が提供される。他に、
DAC とIDAC とは、他のプログラム可能な回路(不図
示)によって生成されることができ、このことは本技術
分野では既知である。更に、リファレンス信号I
out_max は、他のプリセットスレッショルド値である。
該プリセットスレッショルド値は、過電流が充電器回路
32によって送られることを防止するためにPWMが送
ることを許可される最大許容電流を示す。I
out_max は、本技術分野では既知の電圧分割回路(不図
示)または他の電流生成回路によって生成されることが
できる。
The signal V DAC is a programmed signal indicating the maximum voltage that can be safely delivered to the battery 18 (ie, the threshold value allowed by the battery for safe operation). The signal I DAC is a programmed signal indicating the maximum current that can be safely delivered to the battery 18 (ie, the threshold value allowed by the battery for safe operation). In some cases (i.e., if battery 18 is a so-called "smart battery" that provides a signal indicative of the maximum allowable power of battery 18), battery 18 may provide signal V DAC and signal I DAC. And are supplied in digital form. Therefore, for the purpose of comparison in the error amplifiers 60, 58, as described above, V
A D / A converter (not shown) is provided to convert each of the DAC and the I DAC to an analog signal. other,
V DAC and I DAC can be generated by other programmable circuits (not shown), which are known in the art. Furthermore, the reference signal I
out_max is another preset threshold value.
The preset threshold value indicates the maximum allowed current that the PWM is allowed to send to prevent overcurrent from being sent by the charger circuit 32. I
out_max can be generated by a voltage divider circuit (not shown) or other current generating circuit known in the art.

【0016】「この実施形態において、ダイオード12
は、好ましくは、回路80と置換される」ということが
注目されるべきである。ダイオード12(図3)および
回路80の両方は、逆電流がバッテリィ18からPWM
へ到達することを防止する。しかしながら、「回路80
をON状態にするためには、極僅かな順方向電圧しか必
要されない」という点において、回路80はダイオード
に対して更なる利点を有する。その結果、回路80は、
ダイオードと比較して、非常に小さな電圧降下しか有し
ない。故に、回路80は、システムにおいて極僅かな損
失しか生じない。回路80は、バッテリィから充電器へ
の逆電流を遮断するという処理を実行する。回路80
は、ボディダイオード(body diode)72を組み込んだ
MOSトランジスタ70を具備する。MOSトランジス
タ70は、比較器66によって駆動される。比較器66
は、限定的な正のオフセットを有するように設計されて
いる。該オフセットは、バイアスソース68によって提
供される。MOSドレイン上の電圧が該MOSのソース
に関して負である間、比較器66の出力は“H”とな
り、かつ、MOSトランジスタ70はOFF状態とな
る。MOSドレイン電圧がオフセットを超えると、比較
器66の出力は“L”となり、かつ、MOSトランジス
タ70はON状態となる。結果として、回路80は、非
常に低い順方向電圧降下を伴って、ダイオードと同じ振
る舞いをする。
"In this embodiment, the diode 12
Should preferably be replaced with the circuit 80. " Both the diode 12 (FIG. 3) and the circuit 80 have a reverse current from the battery 18 to the PWM.
Prevent reaching. However, the circuit 80
Only a very small forward voltage is needed to bring ON into the ON state. ”Circuit 80 has the additional advantage over the diode. As a result, the circuit 80
It has a very small voltage drop compared to a diode. Therefore, the circuit 80 causes very little loss in the system. The circuit 80 executes a process of cutting off a reverse current from the battery to the charger. Circuit 80
Comprises a MOS transistor 70 incorporating a body diode 72. The MOS transistor 70 is driven by the comparator 66. Comparator 66
Are designed to have a limited positive offset. The offset is provided by the bias source 68. While the voltage on the MOS drain is negative with respect to the source of the MOS, the output of comparator 66 is "H" and MOS transistor 70 is in the OFF state. When the MOS drain voltage exceeds the offset, the output of the comparator 66 becomes "L" and the MOS transistor 70 is turned on. As a result, the circuit 80 behaves like a diode, with a very low forward voltage drop.

【0017】図4に示される電力供給システムは、バッ
クコンバータの総出力電流を制限する。バックコンバー
タ出力電圧がバッテリィ電圧に依存するので、フル充電
されたバッテリィの場合、この出力電圧制限方法は、該
バックコンバータの定格よりも低い電力を送ることをバ
ックコンバータに強制する。従って、図4に示されるパ
ラメータの制御に加えて、他の解決は、バックコンバー
タ出力電力を制御しかつ制限することである。
The power supply system shown in FIG. 4 limits the total output current of the buck converter. Since the buck converter output voltage depends on the battery voltage, in the case of a fully charged battery this output voltage limiting method forces the buck converter to deliver less power than the buck converter's rating. Therefore, in addition to controlling the parameters shown in FIG. 4, another solution is to control and limit the buck converter output power.

【0018】図5は、システム32’を示す。システム
32’は、図4のシステムに類似するが、追加の電力制
限ループを伴う。検知レジスタ26における電圧降下
は、総出力電流IOUT に比例し、出力電流検知増幅器6
2および乗算器82の両方へ適用される。また、乗算器
への第2の接続を通して、出力電圧VOUT を検知する。
総出力電流値に出力電圧値を乗算することによって、乗
算器82は、その出力として、該出力電圧に比例する電
圧PWR_OUTを提供する。他のループのように、該
PWR_OUT電圧は、比較器84によって、セットさ
れた制限と比較される。増幅されたエラーは、ダイオー
ド86を通して、パルス幅変調器38を駆動する。この
ダイオードの機能は、図4を参照して上述された他のダ
イオード50,52,54の機能と同様である。
FIG. 5 illustrates system 32 '. System 32 'is similar to the system of Figure 4, but with an additional power limiting loop. The voltage drop in the sense resistor 26 is proportional to the total output current I OUT and the output current sense amplifier 6
Applies to both 2 and multiplier 82. Also, the output voltage V OUT is sensed through a second connection to the multiplier.
By multiplying the total output current value by the output voltage value, the multiplier 82 provides as its output a voltage PWR_OUT proportional to the output voltage. Like the other loops, the PWR_OUT voltage is compared by the comparator 84 to the set limits. The amplified error drives the pulse width modulator 38 through the diode 86. The function of this diode is similar to that of the other diodes 50, 52, 54 described above with reference to FIG.

【0019】バックコンバータの出力電流値と出力電圧
値とを乗算するための実例的な回路82が、図6に示さ
れる。検知レジスタ26における電圧降下が、相互コン
ダクタンス増幅器88へ適用される。このことは、電流
K×Iout を提供する。電流K×Iout は、該電圧降下
に比例し、故に、総出力電流に比例する。MOSトラン
ジスタ90は、この電流を、バックコンバータと同じデ
ューティサイクルで分断する。その目的のために、デュ
ーティ信号が、トランジスタ90の制御線へ供給され
る。その結果の電流は、統合的なRC群94を使用して
演算増幅器92の周りに設けられた積分回路によって積
分される。積分器92の出力電圧は、バックコンバータ
の総出力電力に比例する。
An exemplary circuit 82 for multiplying the output current value and the output voltage value of the buck converter is shown in FIG. The voltage drop across sense resistor 26 is applied to transconductance amplifier 88. This provides the current K × I out . The current K × I out is proportional to the voltage drop and hence the total output current. MOS transistor 90 divides this current with the same duty cycle as the buck converter. For that purpose, a duty signal is provided to the control line of transistor 90. The resulting current is integrated by an integrator circuit provided around the operational amplifier 92 using the integrated RC group 94. The output voltage of the integrator 92 is proportional to the total output power of the buck converter.

【0020】出力電流値と出力電圧値とを乗算するため
の他の実例的な回路82’が、図7に示される。この回
路は、増幅差動段(amplifying differential stage )
のよく知られた特性に基づく。そのような段階の出力電
圧は、共通ソース電流(I=k×Vout )と差動入力電
圧との積にほぼ比例する。図7に示される差動増幅器段
は、(それぞれがリファレンス電圧VCCに連結された)
共通ソーストランジスタ98,100を具備する。差動
入力は、総電流検知レジスタ26へ接続される。故に、
増幅器96によって提供される出力電圧は、バックコン
バータ出力電力に比例する。
Another illustrative circuit 82 'for multiplying the output current value and the output voltage value is shown in FIG. This circuit is an amplifying differential stage.
Based on the well-known properties of. The output voltage at such a stage is approximately proportional to the product of the common source current (I = k × V out ) and the differential input voltage. The differential amplifier stage shown in FIG. 7 has (each coupled to a reference voltage V CC )
The common source transistors 98 and 100 are provided. The differential inputs are connected to the total current sense register 26. Therefore,
The output voltage provided by amplifier 96 is proportional to the buck converter output power.

【0021】故に、「ここで述べられた目的を満足する
バッファバッテリィ電力供給回路が提供される」という
ことが明白である。当業者は、「本発明は、変形および
/または交換されることがある。但し、該変形および/
または交換の全ては、添付の請求項において定義される
ような本発明の範囲内にあるとみなされるものである」
ということを理解するであろう。
It is therefore clear that "a buffer battery power supply circuit is provided which fulfills the purposes stated here". Those skilled in the art will appreciate that "the present invention may be modified and / or exchanged.
Or all such exchanges are considered to be within the scope of the invention as defined in the appended claims.
You will understand that.

【0022】例えば、図4と図5とに示される好ましい
実施形態は、制御されるバックコンバータ回路の使用を
特に言及しているが、当業者は、「バックコンバータ回
路が、本技術分野において既知の他の制御可能な電力供
給と置換されることができる」ということを理解するで
あろう。上記他の電力供給は、例えば、ブースト(boos
t )トポロジーおよびバックブースト(buck-boost)ト
ポロジーおよび他の類似回路トポロジーを含む。そのよ
うなトポロジーは、また、周波数幅モジュレーション
(FWM)回路および/または他のスイッチングトポロ
ジーから導かれてもよい。
For example, while the preferred embodiments shown in FIGS. 4 and 5 specifically mention the use of controlled buck converter circuits, those skilled in the art will appreciate that "buck converter circuits are known in the art." Can be replaced with any other controllable power supply. " Other power supplies, such as boost (boos
t) and buck-boost topologies and other similar circuit topologies. Such topologies may also be derived from frequency width modulation (FWM) circuits and / or other switching topologies.

【0023】他の変形が可能である。例えば、ダイオー
ド50,52,54,56は、本技術分野において既知
の他の逆バイアススイッチと等価に置換されることがで
きる。該逆バイアススイッチは、例えば、バイアスされ
たトランジスタ回路を含む。
Other variations are possible. For example, the diodes 50, 52, 54, 56 can be replaced equivalently with other reverse bias switches known in the art. The reverse bias switch includes, for example, a biased transistor circuit.

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

【図1】 先行技術の電力供給回路トポロジーのブロッ
ク図である。
FIG. 1 is a block diagram of a prior art power supply circuit topology.

【図2】 先行技術の他の電力供給回路トポロジーのブ
ロック図である。
FIG. 2 is a block diagram of another prior art power supply circuit topology.

【図3】 本発明の電力供給システムの好ましい一実施
形態のブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram of a preferred embodiment of the power supply system of the present invention.

【図4】 図3の実施形態の詳細回路図である。FIG. 4 is a detailed circuit diagram of the embodiment of FIG.

【図5】 本発明の電力供給システムの他の実施形態の
詳細回路図である。
FIG. 5 is a detailed circuit diagram of another embodiment of the power supply system of the present invention.

【図6】 図5の実施形態において提供される電流−電
圧乗算回路の一例の詳細回路図である。
FIG. 6 is a detailed circuit diagram of an example of a current-voltage multiplication circuit provided in the embodiment of FIG.

【図7】 図5の実施形態において提供される電流−電
圧乗算回路の他の例の詳細回路図である。
7 is a detailed circuit diagram of another example of the current-voltage multiplication circuit provided in the embodiment of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10……入力電力アダプタ 14……バッテリィ充電器 18……バッテリィ 22……システムDC/DCコンバータ 24……動作システム 38……パルス幅変調器 82……乗算器 10 ... Input power adapter 14 ... Battery charger 18 ... Battery 22 ... System DC / DC converter 24 ... Operating system 38 ... Pulse width modulator 82 ... Multiplier

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−113477(JP,A) 特開 平2−65630(JP,A) 特開 平5−56566(JP,A) 特開 平11−234915(JP,A) 実開 平1−143254(JP,U) 米国特許5734261(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02J 1/00 H02J 7/00 - 7/36 Continuation of the front page (56) Reference JP-A-6-113477 (JP, A) JP-A-2-65630 (JP, A) JP-A-5-56566 (JP, A) JP-A-11-234915 (JP , A) Jitsukaihei 1-143254 (JP, U) US Patent 5734261 (US, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H02J 1/00 H02J 7 /00-7/36

Claims (28)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 動作システムとバッテリィとへ電力を送
るためのデューティサイクルを生成するための充電器回
路と、 充電器回路によって生成された総出力電流を検知する第
1フィードバックループと、 前記充電器回路によって前記バッテリィへ送られた電流
を検知する第2フィードバックループとを具備し、 前記第1フィードバックループと前記第2フィードバッ
クループとは、前記充電器回路へのエラー信号を生成す
るためのエラー回路を具備し、前記充電器回路は、動作システムとバッテリィとへ送ら
れた総出力電流を調整するための前記デューティサイク
ルを前記第1フィードバックループまたは前記第2フィ
ードバックループの何れか一方において生成された前記
エラー信号の値に基づいて調整する ことを特徴とする電
力供給システム。
1. A charger circuit for generating a duty cycle for delivering power to an operating system and a battery; a first feedback loop for sensing the total output current generated by the charger circuit; and the charger. A second feedback loop for sensing the current delivered by the circuit to the battery, the first feedback loop and the second feedback loop being an error circuit for generating an error signal to the charger circuit. And the charger circuit sends to the operating system and the battery.
The duty cycle for adjusting the total output current
To the first feedback loop or the second feedback loop.
The feedback loop generated in either one of the
An electric power supply system characterized by adjusting based on the value of an error signal .
【請求項2】 前記電力供給システムは、 前記充電器回路へ接続された入力電力ソースを更に具備
することを特徴とする請求項1記載の電力供給システ
ム。
2. The power supply system of claim 1, wherein the power supply system further comprises an input power source connected to the charger circuit.
【請求項3】 前記充電器回路と前記動作システムと前
記バッテリィとは、並列に接続されていることを特徴と
する請求項1記載の電力供給システム。
3. The power supply system according to claim 1, wherein the charger circuit, the operating system, and the battery are connected in parallel.
【請求項4】 前記充電器回路は、 前記入力電力ソースへ接続されたパルス幅変調器(PW
M)回路を具備し、 前記PWMは、前記第1フィードバックループと前記第
2フィードバックループとによって供給される前記エラ
ー信号に基づいて、前記入力電力ソースを調節するため
に、前記デューティサイクルを提供することを特徴とす
る請求項2記載の電力供給システム。
4. The pulse circuit includes a pulse width modulator (PW) connected to the input power source.
M) circuit, wherein the PWM provides the duty cycle to adjust the input power source based on the error signal provided by the first feedback loop and the second feedback loop. The power supply system according to claim 2, wherein:
【請求項5】 前記第1フィードバックループは、 前記動作システムへ送られた総出力電流信号を検知する
ための検知レジスタと、 前記総出力電流信号を増幅するための第1検知増幅器
と、 第1エラー信号を生成するために、前記増幅された総出
力電流信号を予め決定された総出力電流スレッショルド
値と比較するための第1比較器と、 前記第1エラー信号が前記充電器回路へ流れることを許
可するための第1スイッチとを具備し、 前記第2フィードバックループは、 前記バッテリィへ送られた電流信号を検知するための第
2検知レジスタと、 前記バッテリィへ送られた前記電流信号を増幅するため
の第2検知増幅器と、 第2エラー信号を生成するために、前記バッテリィへ送
られた前記増幅された電流信号を予め決定されたバッテ
リィ電流スレッショルド値と比較するための第2比較器
と、 前記第2エラー信号が前記充電器回路へ流れることを許
可するための第2スイッチとを具備し、 前記第1スイッチと前記第2スイッチとは、並列に接続
され、 前記第1エラー信号と前記第2エラー信号とのうちの最
も大きい信号が、前記充電器回路へ供給される前記エラ
ー信号として、前記第1スイッチと前記第2スイッチと
を通して流れることを許可されることを特徴とする請求
項1記載の電力供給システム。
5. The first feedback loop includes a sensing register for sensing a total output current signal sent to the operating system, a first sense amplifier for amplifying the total output current signal, and a first sense amplifier. A first comparator for comparing the amplified total output current signal with a predetermined total output current threshold value to generate an error signal; and the first error signal flowing to the charger circuit. And a second switch for amplifying the current signal sent to the battery, the second feedback loop amplifying the current signal sent to the battery. A second sense amplifier for operating the amplified current signal sent to the battery to generate a second error signal. A second comparator for comparing with a current threshold value, and a second switch for allowing the second error signal to flow to the charger circuit, the first switch and the second switch. Is connected in parallel, and the largest signal of the first error signal and the second error signal is supplied to the charger circuit as the error signal, and the first switch and the second switch are connected. The power supply system of claim 1, wherein the power supply system is allowed to flow through.
【請求項6】 前記電力供給システムは、 第3フィードバックループを更に具備し、 前記第3フィードバックループは、 第3エラー信号を生成するために、バッテリィ電圧を予
め決定されたバッテリィ電圧スレッショルド信号と比較
するための第3比較器と、 前記第3エラー信号が前記充電器回路へ流れることを許
可するための第3スイッチとを具備し、 前記第1スイッチと前記第2スイッチと前記第3スイッ
チとは、並列に接続され、 前記第1エラー信号と前記第2エラー信号と前記第3エ
ラー信号とのうちの最も大きい信号が、前記充電器回路
へ供給される前記エラー信号として、前記第1スイッチ
と前記第2スイッチと前記第3スイッチとを通して流れ
ることを許可されることを特徴とする請求項5記載の電
力供給システム。
6. The power supply system further comprises a third feedback loop, the third feedback loop comparing the battery voltage with a predetermined battery voltage threshold signal to generate a third error signal. A third comparator for permitting the third error signal to flow to the charger circuit, and the first switch, the second switch, and the third switch. Is connected in parallel, and the largest signal of the first error signal, the second error signal, and the third error signal is supplied to the charger circuit as the error signal. 6. The power supply system according to claim 5, wherein the power supply system is allowed to flow through the second switch and the third switch.
【請求項7】 前記電力供給システムは、 前記充電器回路によって送られた前記出力電流を受信
し、かつ、前記動作システムへ電力を送るためのdc−
dcコンバータ回路を更に具備することを特徴とする請
求項1記載の電力供給システム。
7. The power supply system receives the output current sent by the charger circuit and sends dc− to send power to the operating system.
The power supply system according to claim 1, further comprising a dc converter circuit.
【請求項8】 前記電力供給システムは、 前記バッテリィから前記充電器回路へ電流が流れること
を制限するための逆電流制限回路を更に具備することを
特徴とする請求項1記載の電力供給システム。
8. The power supply system according to claim 1, wherein the power supply system further comprises a reverse current limiting circuit for limiting a current flowing from the battery to the charger circuit.
【請求項9】 前記逆電流制限回路は、 前記総出力電流の方向への順方向バイアスを有するダイ
オードを具備することを特徴とする請求項8記載の電力
供給システム。
9. The power supply system of claim 8, wherein the reverse current limiting circuit comprises a diode having a forward bias in the direction of the total output current.
【請求項10】 前記逆電流制限回路は、 トランジスタと、 前記トランジスタの入力線と出力線とへ接続された比較
器であって、かつ、前記トランジスタの制御線へ接続さ
れた制御信号を生成するための比較器と、 前記トランジスタを正状態にバイアスするための電圧ソ
ースとを具備し、 電流が前記入力から前記出力へ流れると、前記トランジ
スタは導通することを特徴とする請求項8記載の電力供
給システム。
10. The reverse current limiting circuit is a transistor and a comparator connected to an input line and an output line of the transistor, and generates a control signal connected to a control line of the transistor. And a voltage source for biasing the transistor to a positive state, the transistor conducting when current flows from the input to the output. Supply system.
【請求項11】 前記予め決定された総出力電流スレッ
ショルド値と前記予め決定されたバッテリィ電圧スレッ
ショルド信号とは、プログラム可能な回路によって生成
されることを特徴とする請求項5記載の電力供給システ
ム。
11. The power supply system of claim 5, wherein the predetermined total output current threshold value and the predetermined battery voltage threshold signal are generated by a programmable circuit.
【請求項12】 前記予め決定された総出力電流スレッ
ショルド値と前記予め決定されたバッテリィ電圧スレッ
ショルド信号とは、総出力電圧と前記バッテリィにおけ
る電圧とを分割する電圧分割回路によって生成されるこ
とを特徴とする請求項6記載の電力供給システム。
12. The predetermined total output current threshold value and the predetermined battery voltage threshold signal are generated by a voltage divider circuit that divides the total output voltage and the voltage in the battery. The power supply system according to claim 6.
【請求項13】 前記電力供給システムは、 電力制限フィードバックループを更に具備し、 前記電力制限フィードバックループは、 総出力電力信号を生成するために、前記総出力電流を総
出力電圧と乗算するための乗算器回路と、 電力出力エラー信号を生成するために、前記総出力電力
信号を予め決定された電力出力スレッショルド信号と比
較するための電力比較器と、 前記電力出力エラー信号が前記充電器回路へ流れること
を許可するための電力スイッチとを具備し、 前記第1スイッチと前記第2スイッチと前記電力スイッ
チとは、並列に接続され、 前記第1エラー信号と前記第2エラー信号と前記電力エ
ラー信号とのうちの最も大きい信号が、前記充電器回路
へ供給される前記エラー信号として、前記第1スイッチ
と前記第2スイッチと前記電力スイッチとを通して流れ
ることを許可されることを特徴とする請求項5記載の電
力供給システム。
13. The power supply system further comprises: a power limit feedback loop, the power limit feedback loop for multiplying the total output current with a total output voltage to produce a total output power signal. A multiplier circuit; a power comparator for comparing the total output power signal with a predetermined power output threshold signal to generate a power output error signal; and the power output error signal to the charger circuit. A power switch for permitting flow, the first switch, the second switch, and the power switch are connected in parallel, the first error signal, the second error signal, and the power error The largest signal of the signals is the error signal supplied to the charger circuit and is the first switch and the second switch. Power supply system according to claim 5, characterized in that it is allowed to flow through the said power switch and.
【請求項14】 前記乗算器回路は、 総電流信号を生成するための相互コンダクタンス増幅器
と、 前記充電器回路からの制御線入力として前記デューティ
サイクルを有し、かつ、前記総出力電力に比例する電力
電流信号を生成するために、前記総出力電流を前記出力
電圧と乗算するための前記デューティサイクルに従っ
て、前記総出力信号を分断するためのトランジスタと、 前記総出力電力に比例する出力電圧信号を生成するため
の積分回路とを具備することを特徴とする請求項13記
載の電力供給システム。
14. The multiplier circuit has a transconductance amplifier for producing a total current signal, the duty cycle as a control line input from the charger circuit, and is proportional to the total output power. A transistor for dividing the total output signal according to the duty cycle for multiplying the total output current by the output voltage to generate a power current signal; and an output voltage signal proportional to the total output power. 14. The power supply system according to claim 13, further comprising an integrating circuit for generating the electric power.
【請求項15】 前記乗算器回路は、 前記総出力電力に比例する出力電圧を生成するための差
動増幅器回路を具備することを特徴とする請求項13記
載の電力供給システム。
15. The power supply system according to claim 13, wherein the multiplier circuit comprises a differential amplifier circuit for generating an output voltage proportional to the total output power.
【請求項16】 入力電力ソースと、 制御された電力を動作システムとバッテリィとへ送るた
めに、前記入力電力ソースを制御するためのデューティ
サイクルを生成するための充電器回路と、 充電器回路によって生成された総出力電流を検知し、前
記総出力電流とプリセットスレッショルド総出力電流信
号とに基づいて第1エラー信号を生成する第1フィード
バックループと、 前記充電器回路によって前記バッテリィへ送られた電流
を検知し、前記バッテリィへ送られた前記電流とプリセ
ットスレッショルドバッテリィ電流信号とに基づいて第
2エラー信号を生成する第2フィードバックループと、 前記充電器回路によって生成された総出力電力を検知
し、前記総出力電力とプリセットスレッショルド総出力
電力信号とに基づいて第3エラー信号を生成する第3フ
ィードバックループとを具備し、 前記充電器回路は、前記第1エラー信号の値または前記
第2エラー信号の値または前記第3エラー信号の値に基
づいて、動作システムおよびバッテリィへ送られた総出
力電流および総出力電力を調整するための前記デューテ
ィサイクルを調整することを特徴とする電力供給システ
ム。
16. An input power source, a charger circuit for generating a duty cycle for controlling the input power source for delivering controlled power to an operating system and a battery, and a charger circuit. A first feedback loop that senses the total output current generated and generates a first error signal based on the total output current and a preset threshold total output current signal; and a current sent to the battery by the charger circuit. A second feedback loop that generates a second error signal based on the current sent to the battery and a preset threshold battery current signal; and a total output power generated by the charger circuit, A third error based on the total output power and the preset threshold total output power signal. A third feedback loop for generating a signal, wherein the charger circuit operates the operating system and the battery based on the value of the first error signal or the value of the second error signal or the value of the third error signal. A power supply system characterized by adjusting the duty cycle to adjust the total output current and the total output power delivered to the.
【請求項17】 前記電力供給システムは、 前記バッテリィへ送られた電圧を検知し、前記バッテリ
ィへ送られた前記電圧とプリセットスレッショルドバッ
テリィ電圧信号とに基づいて第4エラー信号を生成する
第4フィードバックループを更に具備し、 前記充電器回路は、前記第1エラー信号の値または前記
第2エラー信号の値または前記第3エラー信号の値また
は前記第4エラー信号の値に基づいて、動作システムお
よびバッテリィへ送られた総出力電流および総出力電力
を調整するための前記デューティサイクルを調整するこ
とを特徴とする請求項16記載の電力供給システム。
17. The fourth feedback that detects the voltage sent to the battery and generates a fourth error signal based on the voltage sent to the battery and a preset threshold battery voltage signal. Further comprising a loop, wherein the charger circuit operates based on the value of the first error signal or the value of the second error signal or the value of the third error signal or the value of the fourth error signal. 17. The power supply system of claim 16, wherein the duty cycle is adjusted to adjust the total output current and the total output power delivered to the battery.
【請求項18】 前記第1フィードバックループは、 前記総出力電流と前記プリセットスレッショルド総出力
電流信号とを比較するための第1比較器を具備し、 前記第2フィードバックループは、 前記バッテリィへ送られた前記電流と前記プリセットス
レッショルドバッテリィ電流信号とを比較するための第
2比較器を具備し、 前記第3フィードバックループは、 前記総出力電力と前記プリセットスレッショルド総出力
電力信号とを比較するための第3比較器を具備し、 前記第1比較器は第1エラー信号を生成し、 前記第2比較器は第2エラー信号を生成し、 前記第3比較器は第3エラー信号を生成することを特徴
とする請求項16記載の電力供給システム。
18. The first feedback loop comprises a first comparator for comparing the total output current with the preset threshold total output current signal, and the second feedback loop is sent to the battery. A second comparator for comparing the current with the preset threshold battery current signal, the third feedback loop including a second comparator for comparing the total output power with the preset threshold total output power signal. A third comparator, wherein the first comparator generates a first error signal, the second comparator generates a second error signal, and the third comparator generates a third error signal. The power supply system according to claim 16, wherein the power supply system is a power supply system.
【請求項19】 前記第1エラー信号と前記第2エラー
信号と前記第3エラー信号とは、スイッチへ供給され、 前記スイッチは、前記第1エラー信号または前記第2エ
ラー信号または前記第3エラー信号のうちの最も大きい
信号に基づいて導通することを特徴とする請求項16記
載の電力供給システム。
19. The first error signal, the second error signal, and the third error signal are supplied to a switch, and the switch has the first error signal, the second error signal, or the third error signal. The power supply system according to claim 16, wherein the power supply system conducts based on the largest signal among the signals.
【請求項20】 前記第3フィードバックループは、 前記総出力電流と総出力電圧とを乗算し、かつ、総出力
電力に比例する信号を生成するための乗算器回路を更に
具備することを特徴とする請求項18記載の電力供給シ
ステム。
20. The third feedback loop further comprises a multiplier circuit for multiplying the total output current and the total output voltage and generating a signal proportional to the total output power. The power supply system according to claim 18.
【請求項21】 前記充電器回路は、 前記入力電力ソースへ接続されたパルス幅変調器(PW
M)回路であって、かつ、前記第1エラー信号または前
記第2エラー信号または前記第3エラー信号に基づいて
前記デューティサイクルを生成するパルス幅変調器回路
を具備することを特徴とする請求項16記載の電力供給
システム。
21. The charger circuit includes a pulse width modulator (PW) connected to the input power source.
M) circuit and comprising a pulse width modulator circuit for generating the duty cycle based on the first error signal or the second error signal or the third error signal. 16. The power supply system according to 16.
【請求項22】 前記電力供給システムは、 前記バッテリィから前記充電器回路へ電流が流れること
を制限するための逆電流制限回路を更に具備し、 前記逆電流制限回路は、 トランジスタと、 前記トランジスタの入力線と出力線とへ接続された比較
器であって、かつ、前記トランジスタの制御線へ接続さ
れた制御信号を生成するための比較器と、 前記トランジスタを正状態にバイアスするための電圧ソ
ースとを具備し、 電流が前記入力から前記出力へ流れると、前記トランジ
スタは導通することを特徴とする請求項16記載の電力
供給システム。
22. The power supply system further comprises a reverse current limiting circuit for limiting a current flowing from the battery to the charger circuit, wherein the reverse current limiting circuit includes a transistor and a transistor. A comparator connected to an input line and an output line and for generating a control signal connected to the control line of the transistor, and a voltage source for biasing the transistor to a positive state. 17. The power supply system of claim 16, comprising: and a transistor conducting when a current flows from the input to the output.
【請求項23】 充電器回路によって動作システムとバ
ッテリィとへ送られる電流を調節する方法であって、 前記方法は、 前記充電器回路の総出力電流とプリセットスレッショル
ド総出力電流とに基づく第1エラー信号を検知するステ
ップと、 前記充電器回路によって前記バッテリィへ送られた電流
とプリセットスレッショルドバッテリィ電流信号とに基
づく第2エラー信号を検知するステップと、 前記第1エラー信号または前記第2エラー信号のうちの
1つをフィードバック信号として前記充電器回路へ提供
し、かつ、前記充電器回路によって送られる電流を前記
第1フィードバックエラー信号または前記第2フィード
バックエラー信号に基づいて調整するステップとを具備
することを特徴とする方法。
23. A method of regulating the current delivered by a charger circuit to an operating system and a battery, the method comprising: a first error based on a total output current of the charger circuit and a preset threshold total output current. Detecting a signal, detecting a second error signal based on a current sent to the battery by the charger circuit and a preset threshold battery current signal, and detecting the first error signal or the second error signal. Providing one of them as a feedback signal to the charger circuit and adjusting the current delivered by the charger circuit based on the first feedback error signal or the second feedback error signal. A method characterized by the following.
【請求項24】 前記方法は、 前記充電器回路の前記総出力電流と総出力電圧とに基づ
く第3エラー信号を検知し、かつ、前記第1エラー信号
または前記第2エラー信号または前記第3エラー信号の
うちの1つをフィードバック信号として前記充電器回路
へ提供し、かつ、前記充電器回路によって送られた電流
および/または電圧を前記第1フィードバックエラー信
号または前記第2フィードバックエラー信号または前記
第3フィードバックエラー信号に基づいて調整するステ
ップを更に具備することを特徴とする請求項23記載の
方法。
24. The method detects a third error signal based on the total output current and the total output voltage of the charger circuit, and the first error signal or the second error signal or the third error signal. Providing one of the error signals as a feedback signal to the charger circuit, and supplying the current and / or voltage delivered by the charger circuit to the first feedback error signal or the second feedback error signal or the 24. The method of claim 23, further comprising the step of adjusting based on the third feedback error signal.
【請求項25】 前記方法は、 前記充電器回路によって前記バッテリィへ送られた電圧
とプリセットスレッショルドバッテリィ電圧信号とに基
づく第4エラー信号を検知し、かつ、前記第1エラー信
号または前記第2エラー信号または前記第4エラー信号
のうちの1つをフィードバック信号として前記充電器回
路へ提供し、かつ、前記充電器回路によって送られる電
流および/または電圧を前記第1フィードバックエラー
信号または前記第2フィードバックエラー信号または前
記第4フィードバックエラー信号に基づいて調整するス
テップを更に具備することを特徴とする請求項23記載
の方法。
25. The method detects a fourth error signal based on a voltage sent by the charger circuit to the battery and a preset threshold battery voltage signal, and the first error signal or the second error signal. A signal or one of the fourth error signals as a feedback signal to the charger circuit, and the current and / or voltage delivered by the charger circuit is the first feedback error signal or the second feedback. 24. The method of claim 23, further comprising adjusting based on an error signal or the fourth feedback error signal.
【請求項26】 前記方法は、 前記第3エラー信号を生成するために、前記充電器回路
の前記総出力電流と前記総出力電圧とを乗算するステッ
プを更に具備し、 前記第3エラー信号は、前記充電器回路の総出力電力に
比例することを特徴とする請求項24記載の方法。
26. The method further comprises multiplying the total output current of the charger circuit by the total output voltage to generate the third error signal, wherein the third error signal is 25. The method of claim 24, wherein the method is proportional to the total output power of the charger circuit.
【請求項27】 前記方法は、 前記バッテリィから前記充電器回路へ流れる逆電流を制
限するステップを更に具備することを特徴とする請求項
23記載の方法。
27. The method of claim 23, wherein the method further comprises limiting reverse current flow from the battery to the charger circuit.
【請求項28】 前記方法は、 前記第1エラー信号を生成するために、前記総出力電流
を増幅し、かつ、前記総出力電流を前記プリセットスレ
ッショルド総出力電流信号と比較するステップと、 前記第2エラー信号を生成するために、前記充電器回路
によって前記バッテリィへ送られた前記電流を増幅し、
かつ、前記バッテリィへ送られた前記電流を前記プリセ
ットスレッショルドバッテリィ電流信号と比較するステ
ップとを更に具備することを特徴とする請求項23記載
の方法。
28. The method comprises: amplifying the total output current and comparing the total output current with the preset threshold total output current signal to generate the first error signal; and Amplifying the current sent by the charger circuit to the battery to produce a two error signal;
24. The method of claim 23, further comprising the step of comparing the current delivered to the battery with the preset threshold battery current signal.
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