[发明专利]过充电防止电路和半导体装置

说明书

技术领域

本发明涉及使用发电单元的发电电力对蓄电单元进行充电、并使用发电电力或蓄电电力对驱动电路进行驱动的半导体装置，更具体地讲，本发明涉及防止蓄电单元的过充电的过充电防止电路。

背景技术

图3是示出具备以往的过充电防止电路的半导体装置的电路图。该半导体装置具备：作为发电单元的太阳能电池31、作为蓄电单元的二次电池32、作为逆流防止电路的二极管33、过充电检测电路34、作为过充电防止开关的NMOS晶体管35。

太阳能电池31的负极端子与低电位侧电源VSS连接，太阳能电池31的正极端子与发电电源VSOL接統。二次电池32的负极端子与低电位侧电源VSS连接，二次电池32的正极端子与蓄电电源VBAT连接。二极管33的阳极端子与发电电源VSOL连接，阴极端子与蓄电电源VBAT连接。过充电检测电路34在蓄电电源VBAT的电压与低电位侧电源VSS之间驱动，在蓄电电源VBAT为预定电压VLIM以上时，输出节点VDET输出高（VBAT）电平，在低于预定电压VLIM时，输出节点VDET输出低（VSS）电平。NMOS晶体管35的漏极端子与发电电源VSOL连接，源极端子以及背栅端子与低电位侧电源VSS连接，栅极端子与过充电检测电路34的输出端子连接。

接下来，对具备以往的过充电防止电路的半导体装置的动作进行说明。图4是示出具备以往的过充电防止电路的半导体装置的动作说明图。设二极管33的正向电压为VF。

t0～t1的期间表示太阳能电池31未发电或者太阳能电池31的发电量较少的时间，VSOL＜VBAT＋VF的关系成立。此时，二极管33逆向偏置，不会从蓄电电源VBAT向发电电源VSOL流过逆向电流（非充电状态）。

t1～t2的期间表示太阳能电池31的发电量较多，发电电源VSOL的电压充分上升的时间，VSOL＞VBAT＋VF的关系成立。此时，二极管33正向偏置，进行从发电电源VSOL对蓄电电源VBAT的充电（充电状态）。

t2以后的期间表示蓄电电源VBAT超过预定电压VLIM的时间，过充电检测电路34的输出VDET成为高电平(VBAT)，NMOS晶体管35导通(过充电状态)。此时，太阳能电池31的发电电流经由NMOS晶体管35向VSS放电，蓄电电源VBAT的电压几乎与VSS相等。

在该状态下，无论太阳能电池31有无发电，由于VBAT≈VSS，所以存在无法检测太阳能电池的发电而无法进行明暗判定的问题。

作为鉴于该问题点而完成的发明，公知有日本特开2002-10518，图5示出其概略图。

图5所示的具备以往的过充电防止电路的半导体装置具有：作为发电单元的太阳能电池51、作为蓄电单元的二次电池52、作为逆流防止电路的二极管53、过充电检测电路54、作为过充电防止开关的NMOS晶体管55、基准电压产生电路56、比较电路57。太阳能电池51的负极端子与低电位侧电源VSS连续，太阳能电池51的正极端子与发电电源VSOL连接。二次电池52的负极端子与低电位侧电源VSS连接，二次电池52的正极端子与蓄电电源VBAT连接。

二极管53的阳极端子与发电电源VSOL连接，阴极端子与蓄电电源VBAT连接。过充电检测电路54在蓄电电源VBAT的电压和低电位侧电源VSS之间驱动，在蓄电电源VBAT为预定电压VLIM以上时，输出节点VDET输出高电平(VBAT)，在低于预定电压VLIM时，输出节点VDET输出低(VSS)电平。NMOS晶体管55的漏极端子与发电电源VSOL连接，源极端子以及背栅端子与低电位侧电源VSS连接，栅极端子与比较电路的输出节点VGN连接。基准电压产生电路56在蓄电电源VBAT的电压和低电位侧电源VSS之间驱动，输出恒压VREF。比较电路57在蓄电电源VBAT的电压和低电位侧电源VSS之间驱动。比较电路57的同相输入端子与发电电源VSOL连接，反相输入端子与基准电压产生电路56的输出节点VREF连接，比较电路57的输出节点VGN在VSOL＞VREF时输出高电平(VBAT)，在VSOL＜VREF时输出低电平(VSS)。比较电路57的使能端子（enable）与过充电检测电路54的输出VDET连接，比较电路57在VDET为高电平时处于动作状态，在VDET为低电平时处于非动作状态。

接着，对图5所示的具备以往的过充电防止电路的半导体装置的动作进行说明。

图6是具备以往的过充电防止电路的半导体装置的动作说明图。二极管53的正向电压为VF。

t0～t1期间的非充电状态以及t1～t2期间的充电状态中的动作与图4相同。