電源モジュールおよびそれを利用した携帯電話端末装置
【課題】バッテリに対する充放電の制御等に利用されるバッテリ温度の検出の精度を向上させる。
【解決手段】バッテリの充放電を監視するために必要な電流監視用低抵抗と並列に、電界効果トランジスタを接続する。そして、二次電池の周辺温度が算出される期間に、温度可変抵抗体に対して定電流回路に定電流を供給させるとともに、電界効果トランジスタをオンにする。これにより、温度検出時は、電流監視用低抵抗の電圧降下の影響を最小にしたバッテリ電圧を監視することができ、より正確なバッテリの温度を検出できるようになる。
【解決手段】バッテリの充放電を監視するために必要な電流監視用低抵抗と並列に、電界効果トランジスタを接続する。そして、二次電池の周辺温度が算出される期間に、温度可変抵抗体に対して定電流回路に定電流を供給させるとともに、電界効果トランジスタをオンにする。これにより、温度検出時は、電流監視用低抵抗の電圧降下の影響を最小にしたバッテリ電圧を監視することができ、より正確なバッテリの温度を検出できるようになる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムイオン電池の温度を測定する場合に使用して好適な電源モジュールおよびそれを利用した携帯電話端末装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話端末に設けられるバッテリバックに含まれる二次電池（リチウムイオン電池）は、温度に敏感である。この二次電池が高温（異常温度）であるときに当該二時電池を充電すると、二次電池の劣化、膨張あるいは電池特性の低下等の原因となる。
【０００３】
このような二次電池の劣化、膨張あるいは電池特性の低下等を防止するために、携帯電話端末装置では、二次電池の温度を常にモニタしており、異常な温度の検出をトリガーに、当該二次電池に対する充電を絞ったり、充電を停止させたりといった制御が行われている。
【０００４】
現在、携帯電話端末装置に含まれる電源モジュール５０１では、図５に示すように、バッテリ５０２の−端子とパワーマネージメントＩＣ（Integrated Circuit）５０３の間に電流監視用低抵抗５０４が必ず設けられている。この電流監視用低抵抗５０４での電圧降下を検出することにより、電流監視回路５０５は二次電池５０６に流入する電流（以下、「電池流入電流」という）を監視している。そして、この電池流入電流に基づいて、二次電池５０６の残容量が算出される。
【０００５】
この電流監視回路５０５が電池流入電流を監視していない時には、定電流回路５０７からＴＨ端子を介してサーミスタＲｔｈ５０８および抵抗Ｒ５０９の並列回路に定電流が流され、ＴＨ端子と−端子との間に第一電圧Ｖ１の電圧がかかる。なお、第一電圧Ｖ１は、バッテリ５０２の温度（二次電池５０６の周辺温度）によって変化するサーミスタＲｔｈ５０８の抵抗値に応じて変動する。
【０００６】
このとき、Ａ／Ｄコンバータ５１０では、第一電圧Ｖ１に対して、電流監視用低抵抗５０４での電圧降下分だけ増減した第二電圧Ｖ２が算出される。そして、電流監視回路５０５で算出された第二電圧Ｖ２が、電池電圧−温度変換テーブル（図６にて後述）によってバッテリ５０２の温度に換算される。特許文献１には、この種のバッテリの温度を算出する技術についての記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−３３３７９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、電池電圧−温度変換テーブルには、図６に示すように、サーミスタＲｔｈ５０８および抵抗Ｒ５０９の合成抵抗の両端電圧、すなわち第一電圧Ｖ１の電圧と、バッテリ５０２の温度との関係が予め調査されて書き込まれている。
【０００９】
この電池電圧−温度変換テーブルを用いて、電流監視回路５０５で算出した第二電圧Ｖ２をバッテリ５０２の温度に換算する具体例を以下に示す。なお、第二電圧Ｖ２をバッテリ５０２の温度に換算する際の前提条件が以下の通りであるものとする。
（１）充電時（充電電流は、＋端子Ｔ１、二次電池５０６、−端子Ｔ３の方向に流れる）
（２）充電電流、すなわち電流監視用低抵抗５０４に流れる電流が１Ａ
（３）電流監視用低抵抗５０４の抵抗値が２５ｍΩ
（４）第一電圧Ｖ１が１７３ｍＶ
【００１０】
このような（１）〜（４）の条件下において、電流監視用低抵抗５０４に充電電流が流れると、電流監視用低抵抗５０４での電圧降下は、１Ａ（充電電流の電流値）×２５ｍΩ（電流監視用低抵抗５０４の抵抗値）＝２５ｍＶとなる。すなわち、第二電圧Ｖ２は、１７３ｍＶ（第一電圧Ｖ１）から２５ｍＶを足した１９８ｍＶとなる。
【００１１】
この１９８ｍＶ（第二電圧Ｖ２）を、図６に示す電池電圧−温度変換テーブル６０２に基づいてバッテリ５０２の温度に換算すると、バッテリ５０２の温度は６０℃となる（レコード６０４を参照）。しかしながら、実際のバッテリ５０２の温度は、電池電圧−温度変換テーブルにおいて、第一電圧Ｖ１、すなわち１７３ｍＶに対応する温度７０℃である（レコード６０３を参照）。
【００１２】
以上説明したように、バッテリの温度を算出する際に使用されなければならない電圧は第一電圧Ｖ１であるが、実際は電流監視用低抵抗５０４での電圧降下の影響を受けた第二電圧Ｖ２でバッテリの温度が算出されてしまう。このため、バッテリ５０２の温度検出の精度が大きく低下してしまい、例えば、本来充電を停止しなければならない温度においても、充電が発生しまう等の充放電制御に関する問題があった。
【００１３】
本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、バッテリに対する充放電の制御等に利用されるバッテリ温度の検出の精度を向上させる電源モジュールおよびそれを利用した携帯電話端末装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明の電源モジュールは、二次電池と、二次電池のマイナス側に接続される電流監視用低抵抗と、電流監視用低抵抗の両端にソースとドレインがそれぞれ接続される電界効果トランジスタと、二次電池の周辺温度に応じて抵抗値が変化する温度可変抵抗体と、温度可変抵抗体に所定の定電流を供給して、温度可変抵抗体に第一電圧を印加する定電流回路と、第一電圧と二次電池の周辺温度との関係が書き込まれている電池電圧−温度変換テーブルが、予め記憶されているメモリと、第一電圧に対して、電流監視用低抵抗での電圧降下分だけ増減した第二電圧を検出するアナログ／デジタルコンバータと、アナログ／デジタルコンバータで算出された第二電圧を第一電圧の代替として用いることにより、電池電圧−温度変換テーブルに基づいて第二電圧から二次電池の周辺温度を算出するバッテリ温度算出部と、バッテリ温度算出部で二次電池の周辺温度を算出する期間だけ、温度可変抵抗体に対して定電流回路に定電流を供給させるとともに、電界効果トランジスタをオンにする制御信号生成部とを備えるものである。
【００１５】
上記構成によれば、二次電池の周辺温度が算出される期間に、定電流回路に温度可変抵抗体に対して電流を供給するとともに、これと同期して電界効果トランジスタをオンにする。そのため、この電界効果トランジスタと並列に接続された電流監視用低抵抗に流れる電流が小さくなり、電流監視用低抵抗での電圧降下が少なくなる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の電源モジュールと携帯電話端末装置によれば、実際にバッテリ温度の計算に使用せざるを得ない第二電圧を、二次電池の周辺温度検出時のみ、本来のバッテリ温度の計算に使われなければならない第一電圧とほぼ等しくすることができる。これにより、より正確なバッテリ温度を算出することができるので、この正確なバッテリ温度を利用してバッテリに対する充放電等の制御を正確に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る携帯電話端末の概略的な内部構成を示すブロック構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る電源モジュールの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態例に用いられる電池電圧−温度変換テーブルの一例を示す説明図である。
【図４】第一制御信号と第二制御信号との関係性の一例を示す波形図である。
【図５】従来の携帯電話端末装置に含まれる電源モジュールを示す図である。
【図６】従来の電池電圧−温度変換テーブルを用いてバッテリの温度の検出手順を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための実施の形態例（以下、「本例」ということもある。）について説明を行う。以下に述べる実施の形態例は、本発明の好適な具体例である。そのため、技術的に好ましい種々の限定が付されている。しかしながら、本発明の範囲は、下記の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。例えば、以下の説明で挙げる各パラメータの数値的条件は好適例に過ぎず、説明に用いた各図における寸法、形状および配置関係も概略的なものである。
【００１９】
＜本発明の一実施形態例の説明＞
（１）携帯電話端末装置の内部構成
（２）電源モジュールの構成
（３）電源モジュール（充電時）の動作
【００２０】
＜本発明の一実施形態例の説明＞
（１）携帯電話端末装置の内部構成
以下、本発明の一実施形態例に係る携帯電話端末装置について図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る携帯電話端末装置の概略的な内部構成を示すブロック図である。
【００２１】
図１において、アンテナ１０２は、例えば内蔵アンテナであり、通話やパケット通信のための信号電波の送受信を行う。また、通信回路１０３は、送受信信号の周波数変換、変調と復調等を行う。
この通信回路１０３にて受信された例えば通話音声のデータは、データラインを介して制御部１０１へ送られる。制御部１０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）からなり、通話音声データを復号化し、その復号化後の音声データを、データラインを介してスピーカ１０９へ送る。また、この制御部１０１は携帯電話端末装置１００を構成する各ブロックの制御を行う。
【００２２】
スピーカ１０９は、受話用のスピーカやリンガ用のスピーカに相当し、図示されないディジタル／アナログ変換器と増幅器を含み、通話音声やリンガ音のデータをディジタル／アナログ変換および増幅した後、出力する。これにより、通話音声やリンガ音が得られることになる。
【００２３】
マイクロホン１１０は、送話用のマイクロホンであり、同様に図示されていないアナログ／ディジタル変換器と幅器を含む。このマイクロホン１１０を介して入力された通話音声信号は、増幅器により所定のレベルに増幅された後、アナログ／ディジタル変換器によりディジタル音声データに変換される。そして、データラインを介して制御部１０１へ送られて符号化された後、通信回路１０３へ送られる。
【００２４】
表示制御部１０６は、本実施形態の携帯電話端末装置１００に備えられているメイン液晶ディスプレイであるメイン表示部１０５とサブ液晶ディスプレイであるサブ表示部１０７の表示を制御する。
また、操作部１０８は、携帯電話端末装置１００の図示しない筐体上に設けられているテンキーやジョグダイアルと、それらの操作に応じた操作信号を発生する操作信号発生部等を有している。
【００２５】
メモリ１０４は、図示されないＲＯＭ（Read Only Memory）とＲＡＭ（Random Access Memory）を含む。ＲＯＭは、制御部１０１が各部を制御するための制御プログラムや各種の初期設定値、フォントデータ、辞書データ、電子メールの作成や編集等を行うためのアプリケーション用のプログラムコード、画像に対して様々な処理を行うためのアプリケーション用プログラムコード、その他、携帯電話端末装置１００に搭載される各種のアプリケーション用のプログラムコード、当該携帯電話端末装置１００の識別情報（ＩＤ）などを記憶している。
【００２６】
このＲＯＭは、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）のような書き換え可能なＲＯＭを含み、電子メールデータ、ユーザにより設定される電話帳や電子メールアドレス、ダウンロードされた写真データや着信音データ、文字データや予測変換の候補単語の登録データや予測変換の学習データ、その他、各種のユーザ設定値等を保存することができる。また、ＲＡＭは、制御部１０１が各種のデータ処理を行う際の作業領域として、各種データの書き込みと読み出しが随時行われるメモリである。
【００２７】
ＬＥＤ（Light Emitting Diode）駆動部１１１は、本発明の実施形態のＬＥＤ制御ＩＣを含み、操作部１０８上のキーを照明するＬＥＤや、メイン液晶ディスプレイやサブ液晶ディスプレイのバックライト用のＬＥＤ、着信ＬＥＤ等の複数のＬＥＤ１１２を駆動制御する。
【００２８】
制御部１０１は、上述した通話音声データの符号化や復号化の他、制御ラインを介して当該携帯電話端末装置１００の各構成要素の制御等、各種の演算処理を行う。なお、本実施形態の内容に関する制御部１０１の機能については、図２にて後述する。
【００２９】
カメラ部１１３は、光学レンズや撮像素子等からなり、制御部１０１による制御の元で静止画や動画の撮影を行う。
バッテリ１１５は、例えば着脱可能な二次電池を含み、パワーマネージメントＩＣ１１４は、バッテリ１１５からの電力を各部へ供給する。なお、バッテリ１１５およびパワーマネージメントＩＣ１１４のより詳細な構成については図２にて後述する。
【００３０】
その他、図１には図示を省略しているが、本実施形態の携帯電話端末装置１００は、音楽や画像の記録再生を行うための記録再生部、ブラウザ機能、外部ケーブル用コネクタ、外部リモートコントローラの接続コネクタ、携帯電話端末装置１００の現在位置を検出するための測位デバイスであるＧＰＳ（Global Positioning System）通信部とそのアンテナ１０２なども備えている。
【００３１】
（２）電源モジュールの構成
次に、図２を参照して本実施形態の電源モジュールの構成とその動作について説明する。
図２は、本発明の一実施形態に係る電源モジュールの構成を示すブロック図である。なお、電源モジュールにおいて、本実施形態の内容に特に関わらない端子や構成等の部分についてはそれらの説明を省略する。
【００３２】
電源モジュール２００は、携帯電話端末装置１００に含まれる一部分であり、バッテリ１１５と、パワーマネージメントＩＣ１１４と、制御部１０１と、メモリ１０４部分とを含む。さらに、バッテリ１１５およびパワーマネージメントＩＣ１１４の間に設けられた電流監視用低抵抗２０２と、この電流監視用低抵抗２０２に並列に接続されたＦＥＴ（Field Effect Transistor：電界効果トランジスタ）２０３とを備えている。
【００３３】
電源モジュール２００のバッテリ１１５は、二次電池２０４と、サーミスタＲｔｈ２０５と、抵抗Ｒ２０６とを含み、さらに、バッテリ１１５は、外部装置と接続するための、＋端子Ｔ１と、−端子Ｔ３と、ＴＨ端子Ｔ２を備えている。
【００３４】
ここで、二次電池２０４は、例えばリチウムイオン電池であり、１または複数のセルが直列または並列に接続されている。この二次電池２０４の＋側および−側は、それぞれ＋端子Ｔ１および−端子Ｔ３と接続されている。また、二次電池２０４の−端子Ｔ３は、サーミスタＲｔｈ２０５の一端とも接続されている。
【００３５】
サーミスタＲｔｈ２０５はバッテリ１１５、特に二次電池２０４の温度変化に応じて抵抗値が変化する抵抗体であり、当該サーミスタＲｔｈ２０５の他端はＴＨ端子Ｔ２と接続されている。そして、サーミスタＲｔｈ２０５と並列になるように抵抗Ｒ２０６が接続されている。この抵抗Ｒ２０６は、サーミスタＲｔｈ２０５にかかる電圧の変動を小さくするための抵抗体である。
【００３６】
また、電源モジュール２００のパワーマネージメントＩＣ１１４は、バッテリ１１５の＋端子Ｔ１、−端子Ｔ３およびＴＨ端子Ｔ２を介して、当該バッテリ１１５と接続されている。パワーマネージメントＩＣ１１４は、定電流回路２０７と、Ａ／Ｄコンバータ２０８と、電流監視回路２０９とよりなる。
【００３７】
電流監視回路２０９は、−端子Ｔ３とＡ／Ｄコンバータ２０８間に直列に接続された電流監視用低抵抗２０２での電圧降下を検出する回路であり、この電流監視回路２０９により、バッテリ１１５へ流入する電流（以下、「電池流入電流」という）が監視（モニタ）される。そのため、電流監視回路２０９は、電流監視用低抵抗２０２の両端とそれぞれ接続されている。この電流監視回路２０９は、制御部１０１とも接続されており、メモリ１０４に記憶されている所定のプログラムに基づいて、後述するＦＥＴオフ期間にだけ電流監視用低抵抗２０２での電圧降下の検出が行われるように制御部１０１によって制御される。
【００３８】
本実施形態の内容と直接的には関係ないが、この電流監視回路２０９でモニタした電池流入電流を使用して、パワーマネージメントＩＣ１１４は二次電池２０４のキャパシティの変動量を算出している。このキャパシティの変動量は、二次電池２０４の残容量を算出するのに用いられる。
【００３９】
定電流回路２０７は、一定の電流を出力する回路である。この定電流回路は、サーミスタＲｔｈ２０５および抵抗Ｒ２０６よりなる並列回路に所定の定電流を流すために、＋端子Ｔ１およびＴＨ端子Ｔ２と接続されている。また、定電流回路２０７は、制御部１０１とも接続されており、メモリ１０４に記憶されている所定のプログラムに基づいて所定の期間（以下、「温度検出期間」という）にだけ、サーミスタＲｔｈ２０５および抵抗Ｒ２０６の並列回路に一定の電流を流すようにしている。
【００４０】
Ａ／Ｄコンバータ２０８は、ＴＨ端子Ｔ２と、−端子Ｔ３側のアースに接続されており、第二電圧Ｖ２を検出する。Ａ／Ｄコンバータで検出される第二電圧Ｖ２は、ＴＨ端子Ｔ２と−端子Ｔ３との間の電位差に相当する第一電圧Ｖ１に対して、電流監視用低抵抗２０２での電圧降下分だけ増減した電圧に相当する。そして、Ａ／Ｄコンバータ２０８で検出された第二電圧Ｖ２は、制御部１０１に出力される。なお、第一電圧Ｖ１は、定電流回路２０７からサーミスタ２０５と抵抗Ｒ２０６との並列回路に流れる電流の大きさおよびサーミスタ２０５の抵抗値によって決定される電圧である。
【００４１】
制御部１０１は、バッテリ温度算出部２１０と、第一制御信号生成部２１１と、第二制御信号生成部２１２とを含む。
バッテリ温度算出部２１０は、予めメモリ１０４に記憶してある、図３に示す電池電圧−温度変換テーブル３０２を参照して、Ａ／Ｄコンバータ２０８で検出された第二電圧Ｖ２からバッテリ１１５の温度を算出する。この電池電圧−温度変換テーブル３０２は、図６の電池電圧−温度変換テーブル６０２と同じものであり、サーミスタＲｔｈ２０５と抵抗Ｒ２０６との合成抵抗にかかる電圧と、バッテリ１１５の温度との関係が予め書き込まれている。
【００４２】
図６で説明したのと同じことになるが、サーミスタＲｔｈ２０５と抵抗Ｒ２０６との合成抵抗に実際にかかる電圧は第一電圧Ｖ１に相当するので、正確なバッテリ１１５の温度を算出するためには第二電圧Ｖ２が第一電圧Ｖ１とほぼ等しくなる必要がある。すなわち、電流監視用低抵抗２０２での電圧降下の影響を少なくすることが必要となる。
【００４３】
このため、図２に示す本発明の実施形態では、バッテリ１１５の温度を計測するタイミングと同期して、第二電圧Ｖ２が第一電圧Ｖ１とほぼ等しくなるように、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）２０３のオン・オフ制御が行われる。この点については後で詳しく説明する。
【００４４】
また、第一制御信号生成部２１１は、定電流回路２０７の動作を制御するための第一制御信号（図４の４０２参照）を生成し、生成した第一制御信号４０２を定電流回路２０７に出力する。第一制御信号４０２は、図４に示すように、温度検出期間では‘Ｈ（ハイ）’をとり、この温度検出期間以外の期間（以下、「非温度検出期間」という）では‘Ｌ（ロー）’をとる論理信号である。
第一制御信号４０２の温度検出期間は、メモリ１０４に記憶された所定のプログラムに基づいて決定される。本例では、第一制御信号生成部２１１は、第一制御信号が‘Ｈ’の期間で定電流回路２０７を動作させ、‘Ｌ’の期間で定電流回路２０７を停止させる。
【００４５】
また、第二制御信号生成部２１２は、電流監視回路２０９およびＦＥＴ２０３の動作を制御するための第二制御信号（図４の４０３）を生成する。第二制御信号４０３は、ＦＥＴ２０３のゲート電極と電流監視回路２０９に加えられる。この第二制御信号４０３は、例えば後述するＦＥＴオフ期間では‘Ｈ’をとり、このＦＥＴオフ期間以外の期間（後述するＦＥＴオン期間）では‘Ｌ’をとる論理信号とされる。
【００４６】
この第二制御信号４０３によるＦＥＴのオン／オフ期間もメモリ１０４に記憶された所定のプログラムに基づいて決定される。本例では、第二制御信号生成部２１２は、第二制御信号４０３が‘Ｈ’の期間で電流監視回路２０９を動作させ、‘Ｌ’の期間で電流監視回路２０９を停止させる。つまり、第二制御信号４０３がＬの期間は、図２の電流監視用低抵抗２０２の両端に電圧降下が発生しないように制御される。
【００４７】
すなわち、ＦＥＴ２０３は、ゲートに第二制御信号生成部２１２が接続されており、第二制御信号生成部２１２からゲートに入力される第二制御信号に応じて、ドレインとソースの間に流れる電流が制御される。
本例では、ＦＥＴ２０３はＮチャンネルのＦＥＴであり、ゲート電極に入力される第二制御信号４０３が‘Ｌ’の場合にはドレインとソースの間に電流が流れ、ゲートに入力される第二制御信号４０３が‘Ｈ’の場合には、ドレインとソースの間に電流が流れない。本例では、第二制御信号生成部２１２からの第二制御信号４０３が‘Ｌ’になる期間および‘Ｈ’になる期間をそれぞれＦＥＴオン期間およびＦＥＴオフ期間と定義する。しかしながら、ＦＥＴ２０３は、Ｎチャンネルのものに限られない。例えば、ＰチャンネルのＦＥＴの場合は、ＦＥＴ２０３のオンとオフ期間をその逆にしてもよい。
【００４８】
ところで、定電流回路２０７の動作時には、電流監視用低抵抗２０２と、ＦＥＴ２０３のドレインおよびソース間に流れる電流との合計は常に一定となる。一方、上述したように、温度検出時には、第二電圧Ｖ２を第一電圧Ｖ１に極力近づけるために、電流監視用低抵抗２０２での電圧降下を少なくしなければならないという要求もある。そこで、ＦＥＴ２０３のドレインおよびソース間の電圧降下が極力少ないＦＥＴとして、例えばパワーＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor ＦＥＴ）が用いられる。
【００４９】
なお、本実施形態の内容と直接的には関係ないが、温度算出部で算出されたバッテリ１１５の温度は、バッテリ１１５に対する充放電の制御、例えば異常なバッテリの温度が算出された際の充放電の停止等を行う際にも利用することができる。
【００５０】
（３）電源モジュール２００（充電時）の動作説明
次に、充電時の電源モジュール２００のバッテリ温度検出に関する動作について、図４に基づいてさらに詳細に説明する。なお、ＦＥＴオフ期間においては、Ａ／Ｄコンバータ２０８は第二電圧Ｖ２を検出しておらず、バッテリ温度算出部２１０もバッテリ１１５の温度を算出しないので、ＦＥＴオフ期間における電源モジュール２００の動作の詳細な説明は省略する。
【００５１】
図４は、第一制御信号４０２と第二制御信号４０３との関係を示す波形図である。
縦軸は、第一制御信号４０２および第二制御信号４０３の電圧の大きさを表している。横軸は共通の時間軸である。
【００５２】
充電時には、図２に示す電源モジュール２００において、バッテリ１１５の−端子Ｔ３からパワーマネージメントＩＣ１１４のＡ／Ｄコンバータ２０８の方向に電流が流れる。本例では、この電流、すなわち電流監視用低抵抗２０２およびＦＥＴ２０３に流れる電流の合計が１Ａであるものとする。
【００５３】
第二制御信号生成部２１２では、１００ｍｓｅｃのＦＥＴオン期間４０４と９００ｍｓｅｃのＦＥＴオフ期間４０５とを繰り返す周期信号である第二制御信号４０３が生成され、ＦＥＴ２０３のゲート電極および電流監視回路２０９に供給される。
電流監視回路２０９では、１００ｍｓｅｃのＦＥＴオン期間４０４に電池流入電流の監視が停止され、９００ｍｓｅｃのＦＥＴオフ期間４０５に電池流入電流の監視が行われる。そして、ＦＥＴ２０３のソースとドレインとの間には、１００ｍｓｅｃのＦＥＴオン期間４０４に電流が流れ、９００ｍｓｅｃのＦＥＴオフ期間４０５に電流が流れなくなる。
【００５４】
このとき、第一制御信号生成部２１１では、ＦＥＴオン期間４０４を中心とした１０ｍｓｅｃの温度検出期間４０６と９９０ｍｓｅｃの非温度検出期間４０７を繰り返す周期信号である第一制御信号４０２が生成され、定電流回路２０７に出力される。定電流回路２０７では、１０ｍｓｅｃの温度検出期間４０６に所定の定電流がＴＨ端子を介してサーミスタＲｔｈ２０５および抵抗２０６に出力され、９９０ｍｅｃの非温度検出期間４０７には所定の定電流の出力が停止される。
【００５５】
ところで、ＦＥＴオン期間４０４においてＦＥＴ２０３のソースとドレインとの間に流れる電流の大きさが例えば９００ｍＡであるとすると、電流監視用低抵抗２０２には１００ｍＡの電流が流れる。例えば、電流監視用低抵抗２０２の抵抗値が２５ｍΩであるとすると、電流監視用低抵抗２０２での電圧降下は、２５ｍΩ（電流監視用低抵抗２０２の抵抗値）×１００ｍＡ（電流監視用低抵抗２０２に流れる電流）であり、２．５ｍＶとなる。すなわち、Ａ／Ｄコンバータ２０８では、温度検出期間４０６において、第一電圧Ｖ１から２．５ｍＶを足した値が第二電圧Ｖ２として検出される。
【００５６】
ＦＥＴオン期間４０４に含まれる温度検出期間４０６には、定電流回路２０７からサーミスタＲｔｈ２０５および抵抗Ｒ２０６へ所定の定電流が供給されており、ＴＨ端子Ｔ２と−端子Ｔ３との間には、当該定電流およびサーミスタＲｔｈ２０５と抵抗Ｒ２０６の合成抵抗の抵抗値に応じた第一電圧Ｖ１がかかっている。この第一電圧Ｖ１が例えば１９８ｍＶである場合、Ａ／Ｄコンバータ２０８では１９８ｍＶから２．５ｍＶを足した２００．５ｍＶが第二電圧Ｖ２として検出される。そして、この第二電圧Ｖ２である２００．５ｍＶがＡ／Ｄコンバータ２０８からバッテリ温度算出部２１０へ出力される。
【００５７】
バッテリ温度算出部２１０では、メモリ１０４から電池電圧−温度変換テーブル３０２が読み出される。そして、読み出された電池電圧−温度変換テーブル３０２から、Ａ／Ｄコンバータ２０８から入力された第二電圧Ｖ２、つまり２００．５ｍＶと「電池電圧」が一致するか最も近いレコードであるレコード３０３が検索される。そして、検索されたレコード３０３の「バッテリ温度」である６０℃がバッテリ１１５の温度として算出される。
【００５８】
このように、本例によれば、ＦＥＴオン期間４０４にはＦＥＴ２０３をオンにして当該ＦＥＴ２０３のソースとドレインとの間に電流が流れるようにした。これにより、このＦＥＴ２０３と並列に接続された電流検出用低抵抗に流れる電流が小さくなり、電流検出用低抵抗での電圧降下が少なくなる。そのため、ＦＥＴオン期間４０４に含まれる温度検出期間４０６において、実際バッテリ温度の計算に使用せざるを得ない第二電圧Ｖ２を、本来バッテリ温度の計算に使われなければならない第一電圧Ｖ１とほぼ等しくすることができる。これにより、正確なバッテリ温度を算出することができる。ここで算出されたバッテリ温度を利用してバッテリに対する充放電の制御等を正確に行うことができる。
【００５９】
また、ＦＥＴオフ期間４０５にはＦＥＴ２０３をオフにして、当該ＦＥＴ２０３のソースとドレインとの間に電流が流れないようにした。これにより、ＦＥＴオフ期間４０５には、電流監視回路２０９では電流検出用抵抗での電圧降下に基づいて正確にバッテリ流入電流が監視される。
【００６０】
なお、上述した一実施形態では、充電時において、ＦＥＴオン期間４０４の電流検出用抵抗での電圧降下を少なくする例を示した。しかし、放電時の電源モジュール２００に流れる電流は充電時に流れる電流と逆方向であるので、放電時においても、ＦＥＴオン期間４０４の電流検出用抵抗での電圧降下を少なくすることができる。
【００６１】
以上、本発明の実施形態の例について説明したが、本発明は上記実施形態例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、他の変形例、応用例を含むことはいうまでもない。
【符号の説明】
【００６２】
１００…携帯電話端末装置、１０１…制御部、１０２…アンテナ、１０３…通信回路、１０４…メモリ、１０５…メイン表示部、１０６…表示制御部、１０７…サブ表示部、１０８…操作部、１０９…スピーカ、１１０…マイクロホン、１１１…ＬＥＤ駆動部、１１２…ＬＥＤ、１１３…カメラ部、１１４，５０３…パワーマネージメントＩＣ、１１５，５０２…バッテリ、２００，５０１…電源モジュール、２０２，５０４…電流監視用低抵抗、２０３…ＦＥＴ、２０４，５０６…二次電池、２０５，５０８…サーミスタ、２０６，５０９…抵抗、２０７，５０７…定電流回路、２０８，５１０…Ａ／Ｄコンバータ、２０９，５０５…電流監視回路、２１０…バッテリ温度算出部、２１１…第一制御信号生成部、２１２…第二制御信号生成部、３０２，６０２…電池電圧−温度変換テーブル、４０２…第一制御信号、４０３…第二制御信号、４０４…ＦＥＴオン期間、４０５…ＦＥＴオフ期間、４０６…温度検出期間、４０７…非温度検出期間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムイオン電池の温度を測定する場合に使用して好適な電源モジュールおよびそれを利用した携帯電話端末装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話端末に設けられるバッテリバックに含まれる二次電池（リチウムイオン電池）は、温度に敏感である。この二次電池が高温（異常温度）であるときに当該二時電池を充電すると、二次電池の劣化、膨張あるいは電池特性の低下等の原因となる。
【０００３】
このような二次電池の劣化、膨張あるいは電池特性の低下等を防止するために、携帯電話端末装置では、二次電池の温度を常にモニタしており、異常な温度の検出をトリガーに、当該二次電池に対する充電を絞ったり、充電を停止させたりといった制御が行われている。
【０００４】
現在、携帯電話端末装置に含まれる電源モジュール５０１では、図５に示すように、バッテリ５０２の−端子とパワーマネージメントＩＣ（Integrated Circuit）５０３の間に電流監視用低抵抗５０４が必ず設けられている。この電流監視用低抵抗５０４での電圧降下を検出することにより、電流監視回路５０５は二次電池５０６に流入する電流（以下、「電池流入電流」という）を監視している。そして、この電池流入電流に基づいて、二次電池５０６の残容量が算出される。
【０００５】
この電流監視回路５０５が電池流入電流を監視していない時には、定電流回路５０７からＴＨ端子を介してサーミスタＲｔｈ５０８および抵抗Ｒ５０９の並列回路に定電流が流され、ＴＨ端子と−端子との間に第一電圧Ｖ１の電圧がかかる。なお、第一電圧Ｖ１は、バッテリ５０２の温度（二次電池５０６の周辺温度）によって変化するサーミスタＲｔｈ５０８の抵抗値に応じて変動する。
【０００６】
このとき、Ａ／Ｄコンバータ５１０では、第一電圧Ｖ１に対して、電流監視用低抵抗５０４での電圧降下分だけ増減した第二電圧Ｖ２が算出される。そして、電流監視回路５０５で算出された第二電圧Ｖ２が、電池電圧−温度変換テーブル（図６にて後述）によってバッテリ５０２の温度に換算される。特許文献１には、この種のバッテリの温度を算出する技術についての記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−３３３７９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、電池電圧−温度変換テーブルには、図６に示すように、サーミスタＲｔｈ５０８および抵抗Ｒ５０９の合成抵抗の両端電圧、すなわち第一電圧Ｖ１の電圧と、バッテリ５０２の温度との関係が予め調査されて書き込まれている。
【０００９】
この電池電圧−温度変換テーブルを用いて、電流監視回路５０５で算出した第二電圧Ｖ２をバッテリ５０２の温度に換算する具体例を以下に示す。なお、第二電圧Ｖ２をバッテリ５０２の温度に換算する際の前提条件が以下の通りであるものとする。
（１）充電時（充電電流は、＋端子Ｔ１、二次電池５０６、−端子Ｔ３の方向に流れる）
（２）充電電流、すなわち電流監視用低抵抗５０４に流れる電流が１Ａ
（３）電流監視用低抵抗５０４の抵抗値が２５ｍΩ
（４）第一電圧Ｖ１が１７３ｍＶ
【００１０】
このような（１）〜（４）の条件下において、電流監視用低抵抗５０４に充電電流が流れると、電流監視用低抵抗５０４での電圧降下は、１Ａ（充電電流の電流値）×２５ｍΩ（電流監視用低抵抗５０４の抵抗値）＝２５ｍＶとなる。すなわち、第二電圧Ｖ２は、１７３ｍＶ（第一電圧Ｖ１）から２５ｍＶを足した１９８ｍＶとなる。
【００１１】
この１９８ｍＶ（第二電圧Ｖ２）を、図６に示す電池電圧−温度変換テーブル６０２に基づいてバッテリ５０２の温度に換算すると、バッテリ５０２の温度は６０℃となる（レコード６０４を参照）。しかしながら、実際のバッテリ５０２の温度は、電池電圧−温度変換テーブルにおいて、第一電圧Ｖ１、すなわち１７３ｍＶに対応する温度７０℃である（レコード６０３を参照）。
【００１２】
以上説明したように、バッテリの温度を算出する際に使用されなければならない電圧は第一電圧Ｖ１であるが、実際は電流監視用低抵抗５０４での電圧降下の影響を受けた第二電圧Ｖ２でバッテリの温度が算出されてしまう。このため、バッテリ５０２の温度検出の精度が大きく低下してしまい、例えば、本来充電を停止しなければならない温度においても、充電が発生しまう等の充放電制御に関する問題があった。
【００１３】
本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、バッテリに対する充放電の制御等に利用されるバッテリ温度の検出の精度を向上させる電源モジュールおよびそれを利用した携帯電話端末装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明の電源モジュールは、二次電池と、二次電池のマイナス側に接続される電流監視用低抵抗と、電流監視用低抵抗の両端にソースとドレインがそれぞれ接続される電界効果トランジスタと、二次電池の周辺温度に応じて抵抗値が変化する温度可変抵抗体と、温度可変抵抗体に所定の定電流を供給して、温度可変抵抗体に第一電圧を印加する定電流回路と、第一電圧と二次電池の周辺温度との関係が書き込まれている電池電圧−温度変換テーブルが、予め記憶されているメモリと、第一電圧に対して、電流監視用低抵抗での電圧降下分だけ増減した第二電圧を検出するアナログ／デジタルコンバータと、アナログ／デジタルコンバータで算出された第二電圧を第一電圧の代替として用いることにより、電池電圧−温度変換テーブルに基づいて第二電圧から二次電池の周辺温度を算出するバッテリ温度算出部と、バッテリ温度算出部で二次電池の周辺温度を算出する期間だけ、温度可変抵抗体に対して定電流回路に定電流を供給させるとともに、電界効果トランジスタをオンにする制御信号生成部とを備えるものである。
【００１５】
上記構成によれば、二次電池の周辺温度が算出される期間に、定電流回路に温度可変抵抗体に対して電流を供給するとともに、これと同期して電界効果トランジスタをオンにする。そのため、この電界効果トランジスタと並列に接続された電流監視用低抵抗に流れる電流が小さくなり、電流監視用低抵抗での電圧降下が少なくなる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の電源モジュールと携帯電話端末装置によれば、実際にバッテリ温度の計算に使用せざるを得ない第二電圧を、二次電池の周辺温度検出時のみ、本来のバッテリ温度の計算に使われなければならない第一電圧とほぼ等しくすることができる。これにより、より正確なバッテリ温度を算出することができるので、この正確なバッテリ温度を利用してバッテリに対する充放電等の制御を正確に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る携帯電話端末の概略的な内部構成を示すブロック構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る電源モジュールの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態例に用いられる電池電圧−温度変換テーブルの一例を示す説明図である。
【図４】第一制御信号と第二制御信号との関係性の一例を示す波形図である。
【図５】従来の携帯電話端末装置に含まれる電源モジュールを示す図である。
【図６】従来の電池電圧−温度変換テーブルを用いてバッテリの温度の検出手順を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための実施の形態例（以下、「本例」ということもある。）について説明を行う。以下に述べる実施の形態例は、本発明の好適な具体例である。そのため、技術的に好ましい種々の限定が付されている。しかしながら、本発明の範囲は、下記の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。例えば、以下の説明で挙げる各パラメータの数値的条件は好適例に過ぎず、説明に用いた各図における寸法、形状および配置関係も概略的なものである。
【００１９】
＜本発明の一実施形態例の説明＞
（１）携帯電話端末装置の内部構成
（２）電源モジュールの構成
（３）電源モジュール（充電時）の動作
【００２０】
＜本発明の一実施形態例の説明＞
（１）携帯電話端末装置の内部構成
以下、本発明の一実施形態例に係る携帯電話端末装置について図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る携帯電話端末装置の概略的な内部構成を示すブロック図である。
【００２１】
図１において、アンテナ１０２は、例えば内蔵アンテナであり、通話やパケット通信のための信号電波の送受信を行う。また、通信回路１０３は、送受信信号の周波数変換、変調と復調等を行う。
この通信回路１０３にて受信された例えば通話音声のデータは、データラインを介して制御部１０１へ送られる。制御部１０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）からなり、通話音声データを復号化し、その復号化後の音声データを、データラインを介してスピーカ１０９へ送る。また、この制御部１０１は携帯電話端末装置１００を構成する各ブロックの制御を行う。
【００２２】
スピーカ１０９は、受話用のスピーカやリンガ用のスピーカに相当し、図示されないディジタル／アナログ変換器と増幅器を含み、通話音声やリンガ音のデータをディジタル／アナログ変換および増幅した後、出力する。これにより、通話音声やリンガ音が得られることになる。
【００２３】
マイクロホン１１０は、送話用のマイクロホンであり、同様に図示されていないアナログ／ディジタル変換器と幅器を含む。このマイクロホン１１０を介して入力された通話音声信号は、増幅器により所定のレベルに増幅された後、アナログ／ディジタル変換器によりディジタル音声データに変換される。そして、データラインを介して制御部１０１へ送られて符号化された後、通信回路１０３へ送られる。
【００２４】
表示制御部１０６は、本実施形態の携帯電話端末装置１００に備えられているメイン液晶ディスプレイであるメイン表示部１０５とサブ液晶ディスプレイであるサブ表示部１０７の表示を制御する。
また、操作部１０８は、携帯電話端末装置１００の図示しない筐体上に設けられているテンキーやジョグダイアルと、それらの操作に応じた操作信号を発生する操作信号発生部等を有している。
【００２５】
メモリ１０４は、図示されないＲＯＭ（Read Only Memory）とＲＡＭ（Random Access Memory）を含む。ＲＯＭは、制御部１０１が各部を制御するための制御プログラムや各種の初期設定値、フォントデータ、辞書データ、電子メールの作成や編集等を行うためのアプリケーション用のプログラムコード、画像に対して様々な処理を行うためのアプリケーション用プログラムコード、その他、携帯電話端末装置１００に搭載される各種のアプリケーション用のプログラムコード、当該携帯電話端末装置１００の識別情報（ＩＤ）などを記憶している。
【００２６】
このＲＯＭは、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）のような書き換え可能なＲＯＭを含み、電子メールデータ、ユーザにより設定される電話帳や電子メールアドレス、ダウンロードされた写真データや着信音データ、文字データや予測変換の候補単語の登録データや予測変換の学習データ、その他、各種のユーザ設定値等を保存することができる。また、ＲＡＭは、制御部１０１が各種のデータ処理を行う際の作業領域として、各種データの書き込みと読み出しが随時行われるメモリである。
【００２７】
ＬＥＤ（Light Emitting Diode）駆動部１１１は、本発明の実施形態のＬＥＤ制御ＩＣを含み、操作部１０８上のキーを照明するＬＥＤや、メイン液晶ディスプレイやサブ液晶ディスプレイのバックライト用のＬＥＤ、着信ＬＥＤ等の複数のＬＥＤ１１２を駆動制御する。
【００２８】
制御部１０１は、上述した通話音声データの符号化や復号化の他、制御ラインを介して当該携帯電話端末装置１００の各構成要素の制御等、各種の演算処理を行う。なお、本実施形態の内容に関する制御部１０１の機能については、図２にて後述する。
【００２９】
カメラ部１１３は、光学レンズや撮像素子等からなり、制御部１０１による制御の元で静止画や動画の撮影を行う。
バッテリ１１５は、例えば着脱可能な二次電池を含み、パワーマネージメントＩＣ１１４は、バッテリ１１５からの電力を各部へ供給する。なお、バッテリ１１５およびパワーマネージメントＩＣ１１４のより詳細な構成については図２にて後述する。
【００３０】
その他、図１には図示を省略しているが、本実施形態の携帯電話端末装置１００は、音楽や画像の記録再生を行うための記録再生部、ブラウザ機能、外部ケーブル用コネクタ、外部リモートコントローラの接続コネクタ、携帯電話端末装置１００の現在位置を検出するための測位デバイスであるＧＰＳ（Global Positioning System）通信部とそのアンテナ１０２なども備えている。
【００３１】
（２）電源モジュールの構成
次に、図２を参照して本実施形態の電源モジュールの構成とその動作について説明する。
図２は、本発明の一実施形態に係る電源モジュールの構成を示すブロック図である。なお、電源モジュールにおいて、本実施形態の内容に特に関わらない端子や構成等の部分についてはそれらの説明を省略する。
【００３２】
電源モジュール２００は、携帯電話端末装置１００に含まれる一部分であり、バッテリ１１５と、パワーマネージメントＩＣ１１４と、制御部１０１と、メモリ１０４部分とを含む。さらに、バッテリ１１５およびパワーマネージメントＩＣ１１４の間に設けられた電流監視用低抵抗２０２と、この電流監視用低抵抗２０２に並列に接続されたＦＥＴ（Field Effect Transistor：電界効果トランジスタ）２０３とを備えている。
【００３３】
電源モジュール２００のバッテリ１１５は、二次電池２０４と、サーミスタＲｔｈ２０５と、抵抗Ｒ２０６とを含み、さらに、バッテリ１１５は、外部装置と接続するための、＋端子Ｔ１と、−端子Ｔ３と、ＴＨ端子Ｔ２を備えている。
【００３４】
ここで、二次電池２０４は、例えばリチウムイオン電池であり、１または複数のセルが直列または並列に接続されている。この二次電池２０４の＋側および−側は、それぞれ＋端子Ｔ１および−端子Ｔ３と接続されている。また、二次電池２０４の−端子Ｔ３は、サーミスタＲｔｈ２０５の一端とも接続されている。
【００３５】
サーミスタＲｔｈ２０５はバッテリ１１５、特に二次電池２０４の温度変化に応じて抵抗値が変化する抵抗体であり、当該サーミスタＲｔｈ２０５の他端はＴＨ端子Ｔ２と接続されている。そして、サーミスタＲｔｈ２０５と並列になるように抵抗Ｒ２０６が接続されている。この抵抗Ｒ２０６は、サーミスタＲｔｈ２０５にかかる電圧の変動を小さくするための抵抗体である。
【００３６】
また、電源モジュール２００のパワーマネージメントＩＣ１１４は、バッテリ１１５の＋端子Ｔ１、−端子Ｔ３およびＴＨ端子Ｔ２を介して、当該バッテリ１１５と接続されている。パワーマネージメントＩＣ１１４は、定電流回路２０７と、Ａ／Ｄコンバータ２０８と、電流監視回路２０９とよりなる。
【００３７】
電流監視回路２０９は、−端子Ｔ３とＡ／Ｄコンバータ２０８間に直列に接続された電流監視用低抵抗２０２での電圧降下を検出する回路であり、この電流監視回路２０９により、バッテリ１１５へ流入する電流（以下、「電池流入電流」という）が監視（モニタ）される。そのため、電流監視回路２０９は、電流監視用低抵抗２０２の両端とそれぞれ接続されている。この電流監視回路２０９は、制御部１０１とも接続されており、メモリ１０４に記憶されている所定のプログラムに基づいて、後述するＦＥＴオフ期間にだけ電流監視用低抵抗２０２での電圧降下の検出が行われるように制御部１０１によって制御される。
【００３８】
本実施形態の内容と直接的には関係ないが、この電流監視回路２０９でモニタした電池流入電流を使用して、パワーマネージメントＩＣ１１４は二次電池２０４のキャパシティの変動量を算出している。このキャパシティの変動量は、二次電池２０４の残容量を算出するのに用いられる。
【００３９】
定電流回路２０７は、一定の電流を出力する回路である。この定電流回路は、サーミスタＲｔｈ２０５および抵抗Ｒ２０６よりなる並列回路に所定の定電流を流すために、＋端子Ｔ１およびＴＨ端子Ｔ２と接続されている。また、定電流回路２０７は、制御部１０１とも接続されており、メモリ１０４に記憶されている所定のプログラムに基づいて所定の期間（以下、「温度検出期間」という）にだけ、サーミスタＲｔｈ２０５および抵抗Ｒ２０６の並列回路に一定の電流を流すようにしている。
【００４０】
Ａ／Ｄコンバータ２０８は、ＴＨ端子Ｔ２と、−端子Ｔ３側のアースに接続されており、第二電圧Ｖ２を検出する。Ａ／Ｄコンバータで検出される第二電圧Ｖ２は、ＴＨ端子Ｔ２と−端子Ｔ３との間の電位差に相当する第一電圧Ｖ１に対して、電流監視用低抵抗２０２での電圧降下分だけ増減した電圧に相当する。そして、Ａ／Ｄコンバータ２０８で検出された第二電圧Ｖ２は、制御部１０１に出力される。なお、第一電圧Ｖ１は、定電流回路２０７からサーミスタ２０５と抵抗Ｒ２０６との並列回路に流れる電流の大きさおよびサーミスタ２０５の抵抗値によって決定される電圧である。
【００４１】
制御部１０１は、バッテリ温度算出部２１０と、第一制御信号生成部２１１と、第二制御信号生成部２１２とを含む。
バッテリ温度算出部２１０は、予めメモリ１０４に記憶してある、図３に示す電池電圧−温度変換テーブル３０２を参照して、Ａ／Ｄコンバータ２０８で検出された第二電圧Ｖ２からバッテリ１１５の温度を算出する。この電池電圧−温度変換テーブル３０２は、図６の電池電圧−温度変換テーブル６０２と同じものであり、サーミスタＲｔｈ２０５と抵抗Ｒ２０６との合成抵抗にかかる電圧と、バッテリ１１５の温度との関係が予め書き込まれている。
【００４２】
図６で説明したのと同じことになるが、サーミスタＲｔｈ２０５と抵抗Ｒ２０６との合成抵抗に実際にかかる電圧は第一電圧Ｖ１に相当するので、正確なバッテリ１１５の温度を算出するためには第二電圧Ｖ２が第一電圧Ｖ１とほぼ等しくなる必要がある。すなわち、電流監視用低抵抗２０２での電圧降下の影響を少なくすることが必要となる。
【００４３】
このため、図２に示す本発明の実施形態では、バッテリ１１５の温度を計測するタイミングと同期して、第二電圧Ｖ２が第一電圧Ｖ１とほぼ等しくなるように、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）２０３のオン・オフ制御が行われる。この点については後で詳しく説明する。
【００４４】
また、第一制御信号生成部２１１は、定電流回路２０７の動作を制御するための第一制御信号（図４の４０２参照）を生成し、生成した第一制御信号４０２を定電流回路２０７に出力する。第一制御信号４０２は、図４に示すように、温度検出期間では‘Ｈ（ハイ）’をとり、この温度検出期間以外の期間（以下、「非温度検出期間」という）では‘Ｌ（ロー）’をとる論理信号である。
第一制御信号４０２の温度検出期間は、メモリ１０４に記憶された所定のプログラムに基づいて決定される。本例では、第一制御信号生成部２１１は、第一制御信号が‘Ｈ’の期間で定電流回路２０７を動作させ、‘Ｌ’の期間で定電流回路２０７を停止させる。
【００４５】
また、第二制御信号生成部２１２は、電流監視回路２０９およびＦＥＴ２０３の動作を制御するための第二制御信号（図４の４０３）を生成する。第二制御信号４０３は、ＦＥＴ２０３のゲート電極と電流監視回路２０９に加えられる。この第二制御信号４０３は、例えば後述するＦＥＴオフ期間では‘Ｈ’をとり、このＦＥＴオフ期間以外の期間（後述するＦＥＴオン期間）では‘Ｌ’をとる論理信号とされる。
【００４６】
この第二制御信号４０３によるＦＥＴのオン／オフ期間もメモリ１０４に記憶された所定のプログラムに基づいて決定される。本例では、第二制御信号生成部２１２は、第二制御信号４０３が‘Ｈ’の期間で電流監視回路２０９を動作させ、‘Ｌ’の期間で電流監視回路２０９を停止させる。つまり、第二制御信号４０３がＬの期間は、図２の電流監視用低抵抗２０２の両端に電圧降下が発生しないように制御される。
【００４７】
すなわち、ＦＥＴ２０３は、ゲートに第二制御信号生成部２１２が接続されており、第二制御信号生成部２１２からゲートに入力される第二制御信号に応じて、ドレインとソースの間に流れる電流が制御される。
本例では、ＦＥＴ２０３はＮチャンネルのＦＥＴであり、ゲート電極に入力される第二制御信号４０３が‘Ｌ’の場合にはドレインとソースの間に電流が流れ、ゲートに入力される第二制御信号４０３が‘Ｈ’の場合には、ドレインとソースの間に電流が流れない。本例では、第二制御信号生成部２１２からの第二制御信号４０３が‘Ｌ’になる期間および‘Ｈ’になる期間をそれぞれＦＥＴオン期間およびＦＥＴオフ期間と定義する。しかしながら、ＦＥＴ２０３は、Ｎチャンネルのものに限られない。例えば、ＰチャンネルのＦＥＴの場合は、ＦＥＴ２０３のオンとオフ期間をその逆にしてもよい。
【００４８】
ところで、定電流回路２０７の動作時には、電流監視用低抵抗２０２と、ＦＥＴ２０３のドレインおよびソース間に流れる電流との合計は常に一定となる。一方、上述したように、温度検出時には、第二電圧Ｖ２を第一電圧Ｖ１に極力近づけるために、電流監視用低抵抗２０２での電圧降下を少なくしなければならないという要求もある。そこで、ＦＥＴ２０３のドレインおよびソース間の電圧降下が極力少ないＦＥＴとして、例えばパワーＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor ＦＥＴ）が用いられる。
【００４９】
なお、本実施形態の内容と直接的には関係ないが、温度算出部で算出されたバッテリ１１５の温度は、バッテリ１１５に対する充放電の制御、例えば異常なバッテリの温度が算出された際の充放電の停止等を行う際にも利用することができる。
【００５０】
（３）電源モジュール２００（充電時）の動作説明
次に、充電時の電源モジュール２００のバッテリ温度検出に関する動作について、図４に基づいてさらに詳細に説明する。なお、ＦＥＴオフ期間においては、Ａ／Ｄコンバータ２０８は第二電圧Ｖ２を検出しておらず、バッテリ温度算出部２１０もバッテリ１１５の温度を算出しないので、ＦＥＴオフ期間における電源モジュール２００の動作の詳細な説明は省略する。
【００５１】
図４は、第一制御信号４０２と第二制御信号４０３との関係を示す波形図である。
縦軸は、第一制御信号４０２および第二制御信号４０３の電圧の大きさを表している。横軸は共通の時間軸である。
【００５２】
充電時には、図２に示す電源モジュール２００において、バッテリ１１５の−端子Ｔ３からパワーマネージメントＩＣ１１４のＡ／Ｄコンバータ２０８の方向に電流が流れる。本例では、この電流、すなわち電流監視用低抵抗２０２およびＦＥＴ２０３に流れる電流の合計が１Ａであるものとする。
【００５３】
第二制御信号生成部２１２では、１００ｍｓｅｃのＦＥＴオン期間４０４と９００ｍｓｅｃのＦＥＴオフ期間４０５とを繰り返す周期信号である第二制御信号４０３が生成され、ＦＥＴ２０３のゲート電極および電流監視回路２０９に供給される。
電流監視回路２０９では、１００ｍｓｅｃのＦＥＴオン期間４０４に電池流入電流の監視が停止され、９００ｍｓｅｃのＦＥＴオフ期間４０５に電池流入電流の監視が行われる。そして、ＦＥＴ２０３のソースとドレインとの間には、１００ｍｓｅｃのＦＥＴオン期間４０４に電流が流れ、９００ｍｓｅｃのＦＥＴオフ期間４０５に電流が流れなくなる。
【００５４】
このとき、第一制御信号生成部２１１では、ＦＥＴオン期間４０４を中心とした１０ｍｓｅｃの温度検出期間４０６と９９０ｍｓｅｃの非温度検出期間４０７を繰り返す周期信号である第一制御信号４０２が生成され、定電流回路２０７に出力される。定電流回路２０７では、１０ｍｓｅｃの温度検出期間４０６に所定の定電流がＴＨ端子を介してサーミスタＲｔｈ２０５および抵抗２０６に出力され、９９０ｍｅｃの非温度検出期間４０７には所定の定電流の出力が停止される。
【００５５】
ところで、ＦＥＴオン期間４０４においてＦＥＴ２０３のソースとドレインとの間に流れる電流の大きさが例えば９００ｍＡであるとすると、電流監視用低抵抗２０２には１００ｍＡの電流が流れる。例えば、電流監視用低抵抗２０２の抵抗値が２５ｍΩであるとすると、電流監視用低抵抗２０２での電圧降下は、２５ｍΩ（電流監視用低抵抗２０２の抵抗値）×１００ｍＡ（電流監視用低抵抗２０２に流れる電流）であり、２．５ｍＶとなる。すなわち、Ａ／Ｄコンバータ２０８では、温度検出期間４０６において、第一電圧Ｖ１から２．５ｍＶを足した値が第二電圧Ｖ２として検出される。
【００５６】
ＦＥＴオン期間４０４に含まれる温度検出期間４０６には、定電流回路２０７からサーミスタＲｔｈ２０５および抵抗Ｒ２０６へ所定の定電流が供給されており、ＴＨ端子Ｔ２と−端子Ｔ３との間には、当該定電流およびサーミスタＲｔｈ２０５と抵抗Ｒ２０６の合成抵抗の抵抗値に応じた第一電圧Ｖ１がかかっている。この第一電圧Ｖ１が例えば１９８ｍＶである場合、Ａ／Ｄコンバータ２０８では１９８ｍＶから２．５ｍＶを足した２００．５ｍＶが第二電圧Ｖ２として検出される。そして、この第二電圧Ｖ２である２００．５ｍＶがＡ／Ｄコンバータ２０８からバッテリ温度算出部２１０へ出力される。
【００５７】
バッテリ温度算出部２１０では、メモリ１０４から電池電圧−温度変換テーブル３０２が読み出される。そして、読み出された電池電圧−温度変換テーブル３０２から、Ａ／Ｄコンバータ２０８から入力された第二電圧Ｖ２、つまり２００．５ｍＶと「電池電圧」が一致するか最も近いレコードであるレコード３０３が検索される。そして、検索されたレコード３０３の「バッテリ温度」である６０℃がバッテリ１１５の温度として算出される。
【００５８】
このように、本例によれば、ＦＥＴオン期間４０４にはＦＥＴ２０３をオンにして当該ＦＥＴ２０３のソースとドレインとの間に電流が流れるようにした。これにより、このＦＥＴ２０３と並列に接続された電流検出用低抵抗に流れる電流が小さくなり、電流検出用低抵抗での電圧降下が少なくなる。そのため、ＦＥＴオン期間４０４に含まれる温度検出期間４０６において、実際バッテリ温度の計算に使用せざるを得ない第二電圧Ｖ２を、本来バッテリ温度の計算に使われなければならない第一電圧Ｖ１とほぼ等しくすることができる。これにより、正確なバッテリ温度を算出することができる。ここで算出されたバッテリ温度を利用してバッテリに対する充放電の制御等を正確に行うことができる。
【００５９】
また、ＦＥＴオフ期間４０５にはＦＥＴ２０３をオフにして、当該ＦＥＴ２０３のソースとドレインとの間に電流が流れないようにした。これにより、ＦＥＴオフ期間４０５には、電流監視回路２０９では電流検出用抵抗での電圧降下に基づいて正確にバッテリ流入電流が監視される。
【００６０】
なお、上述した一実施形態では、充電時において、ＦＥＴオン期間４０４の電流検出用抵抗での電圧降下を少なくする例を示した。しかし、放電時の電源モジュール２００に流れる電流は充電時に流れる電流と逆方向であるので、放電時においても、ＦＥＴオン期間４０４の電流検出用抵抗での電圧降下を少なくすることができる。
【００６１】
以上、本発明の実施形態の例について説明したが、本発明は上記実施形態例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、他の変形例、応用例を含むことはいうまでもない。
【符号の説明】
【００６２】
１００…携帯電話端末装置、１０１…制御部、１０２…アンテナ、１０３…通信回路、１０４…メモリ、１０５…メイン表示部、１０６…表示制御部、１０７…サブ表示部、１０８…操作部、１０９…スピーカ、１１０…マイクロホン、１１１…ＬＥＤ駆動部、１１２…ＬＥＤ、１１３…カメラ部、１１４，５０３…パワーマネージメントＩＣ、１１５，５０２…バッテリ、２００，５０１…電源モジュール、２０２，５０４…電流監視用低抵抗、２０３…ＦＥＴ、２０４，５０６…二次電池、２０５，５０８…サーミスタ、２０６，５０９…抵抗、２０７，５０７…定電流回路、２０８，５１０…Ａ／Ｄコンバータ、２０９，５０５…電流監視回路、２１０…バッテリ温度算出部、２１１…第一制御信号生成部、２１２…第二制御信号生成部、３０２，６０２…電池電圧−温度変換テーブル、４０２…第一制御信号、４０３…第二制御信号、４０４…ＦＥＴオン期間、４０５…ＦＥＴオフ期間、４０６…温度検出期間、４０７…非温度検出期間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池と、
前記二次電池のマイナス側に接続される電流監視用低抵抗と、
前記電流監視用低抵抗の両端にソースとドレインがそれぞれ接続される電界効果トランジスタと、
前記二次電池の周辺温度に応じて抵抗値が変化する温度可変抵抗体と、
前記温度可変抵抗体に所定の定電流を供給して、前記温度可変抵抗体に第一電圧を印加する定電流回路と、
前記第一電圧と前記二次電池の周辺温度との関係が書き込まれている電池電圧−温度変換テーブルが、予め記憶されているメモリと、
前記第一電圧に対して、前記電流監視用低抵抗での電圧降下分だけ増減した第二電圧を検出するアナログ／デジタルコンバータと、
前記アナログ／デジタルコンバータで算出された前記第二電圧を前記第一電圧の代替として用いることにより、前記電池電圧−温度変換テーブルに基づいて前記第二電圧から前記二次電池の周辺温度を算出するバッテリ温度算出部と、
前記バッテリ温度算出部で前記二次電池の周辺温度を算出する期間だけ、前記温度可変抵抗体に対して前記定電流回路に定電流を供給させるとともに、前記電界効果トランジスタをオンにする制御信号生成部と
を備える電源モジュール。
【請求項２】
前記制御信号生成部は、
前記温度可変抵抗体に対して前記定電流回路に定電流を供給させる期間である温度検出期間を制御する第一制御信号生成部と、
前記温度検出期間を含み、前記温度検出期間よりも長い期間、前記電界効果トランジスタをオンにする第二制御信号を発生する第二制御信号生成部と
を備える請求項１に記載の電源モジュール。
【請求項３】
さらに、
前記電流監視用低抵抗での電圧降下を検出し、検出した電圧降下を利用して前記二次電池の充放電電流を監視する電流監視回路を備え、
前記第二制御信号生成部は、前記第二制御信号を前記電流監視回路に出力し、
前記電流監視回路は、前記電界効果トランジスタがオンのとき前記充放電電流を監視し、前記電界効果トランジスタがオフのとき前記充放電電流の監視を停止する、
ことを特徴とする請求項３に記載の電源モジュール。
【請求項４】
前記温度可変抵抗体は、抵抗と、前記抵抗と並列に接続されたサーミスタとから形成される、
請求項１から３のいずれかに記載の電源モジュール。
【請求項５】
携帯電話としての機能を有する携帯機能部と、
バッテリを含み、前記バッテリから前記携帯電話機能部に対する電力の供給を制御する電力供給制御部とを備える携帯電話端末装置において、
前記電力供給制御部は、
二次電池と、
前記二次電池のマイナス側に接続される電流監視用低抵抗と、
ソースとドレインがそれぞれ前記電流監視用低抵抗の両端に接続される電界効果トランジスタと、
前記二次電池の周辺温度に応じて抵抗値が変化する温度可変抵抗体と、
前記温度可変抵抗体に所定の定電流を供給して、前記温度可変抵抗体に第一電圧を印加する定電流回路と、
前記第一電圧と前記二次電池の周辺温度との関係が書き込まれている電池電圧−温度変換テーブルが、予め記憶されているメモリと、
前記第一電圧に対して、前記電流監視用低抵抗での電圧降下分だけ増減した第二電圧を検出するアナログ／デジタルコンバータと、
前記アナログ／デジタルコンバータで算出された前記第二電圧を前記第一電圧の代替として用いることにより、前記電池電圧−温度変換テーブルに基づいて前記第二電圧から前記二次電池の周辺温度を算出するバッテリ温度算出部と、
前記バッテリ温度算出部で前記二次電池の周辺温度を算出する期間だけ、前記温度可変抵抗に対して前記定電流回路に定電流を供給させるとともに、前記電界効果トランジスタをオンにする制御信号生成部と
を備える携帯電話端末装置。
【請求項１】
二次電池と、
前記二次電池のマイナス側に接続される電流監視用低抵抗と、
前記電流監視用低抵抗の両端にソースとドレインがそれぞれ接続される電界効果トランジスタと、
前記二次電池の周辺温度に応じて抵抗値が変化する温度可変抵抗体と、
前記温度可変抵抗体に所定の定電流を供給して、前記温度可変抵抗体に第一電圧を印加する定電流回路と、
前記第一電圧と前記二次電池の周辺温度との関係が書き込まれている電池電圧−温度変換テーブルが、予め記憶されているメモリと、
前記第一電圧に対して、前記電流監視用低抵抗での電圧降下分だけ増減した第二電圧を検出するアナログ／デジタルコンバータと、
前記アナログ／デジタルコンバータで算出された前記第二電圧を前記第一電圧の代替として用いることにより、前記電池電圧−温度変換テーブルに基づいて前記第二電圧から前記二次電池の周辺温度を算出するバッテリ温度算出部と、
前記バッテリ温度算出部で前記二次電池の周辺温度を算出する期間だけ、前記温度可変抵抗体に対して前記定電流回路に定電流を供給させるとともに、前記電界効果トランジスタをオンにする制御信号生成部と
を備える電源モジュール。
【請求項２】
前記制御信号生成部は、
前記温度可変抵抗体に対して前記定電流回路に定電流を供給させる期間である温度検出期間を制御する第一制御信号生成部と、
前記温度検出期間を含み、前記温度検出期間よりも長い期間、前記電界効果トランジスタをオンにする第二制御信号を発生する第二制御信号生成部と
を備える請求項１に記載の電源モジュール。
【請求項３】
さらに、
前記電流監視用低抵抗での電圧降下を検出し、検出した電圧降下を利用して前記二次電池の充放電電流を監視する電流監視回路を備え、
前記第二制御信号生成部は、前記第二制御信号を前記電流監視回路に出力し、
前記電流監視回路は、前記電界効果トランジスタがオンのとき前記充放電電流を監視し、前記電界効果トランジスタがオフのとき前記充放電電流の監視を停止する、
ことを特徴とする請求項３に記載の電源モジュール。
【請求項４】
前記温度可変抵抗体は、抵抗と、前記抵抗と並列に接続されたサーミスタとから形成される、
請求項１から３のいずれかに記載の電源モジュール。
【請求項５】
携帯電話としての機能を有する携帯機能部と、
バッテリを含み、前記バッテリから前記携帯電話機能部に対する電力の供給を制御する電力供給制御部とを備える携帯電話端末装置において、
前記電力供給制御部は、
二次電池と、
前記二次電池のマイナス側に接続される電流監視用低抵抗と、
ソースとドレインがそれぞれ前記電流監視用低抵抗の両端に接続される電界効果トランジスタと、
前記二次電池の周辺温度に応じて抵抗値が変化する温度可変抵抗体と、
前記温度可変抵抗体に所定の定電流を供給して、前記温度可変抵抗体に第一電圧を印加する定電流回路と、
前記第一電圧と前記二次電池の周辺温度との関係が書き込まれている電池電圧−温度変換テーブルが、予め記憶されているメモリと、
前記第一電圧に対して、前記電流監視用低抵抗での電圧降下分だけ増減した第二電圧を検出するアナログ／デジタルコンバータと、
前記アナログ／デジタルコンバータで算出された前記第二電圧を前記第一電圧の代替として用いることにより、前記電池電圧−温度変換テーブルに基づいて前記第二電圧から前記二次電池の周辺温度を算出するバッテリ温度算出部と、
前記バッテリ温度算出部で前記二次電池の周辺温度を算出する期間だけ、前記温度可変抵抗に対して前記定電流回路に定電流を供給させるとともに、前記電界効果トランジスタをオンにする制御信号生成部と
を備える携帯電話端末装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−２７９２３６（Ｐ２０１０−２７９２３６Ａ）
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１３２４８４（Ｐ２００９−１３２４８４）
【出願日】平成２１年６月１日（２００９．６．１）
【出願人】（５０２０８７５０７）ソニー エリクソン モバイル コミュニケーションズ， エービー (823)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月１日（２００９．６．１）
【出願人】（５０２０８７５０７）ソニー エリクソン モバイル コミュニケーションズ， エービー (823)
【Ｆターム（参考）】
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