[发明专利]半导体装置、电池组及便携式终端

说明书

一种半导体装置、电池组及便携式终端，在CPU的高速时钟动作时高精度地计算从电池能提供的最大电量。半导体装置(10、30)具有测定电池(11)的电压的电压测定部(106)、测定电池的充电电流及放电电流的电流测定部(104)、数据处理控制部(100)和电流检测部(105)。在由电流检测部检测出放电电流(Id)超过预定的阈值(Ith)时，电压测定部和电流测定部能够测定电池的电压及放电电流。数据处理控制部根据电压测定部对应于电流检测部的检测而测定的电压测定值(Vb)和电流测定部对应于电流检测部的检测而测定的电流测定值(Ib)，推定电池的内部阻值(R)，根据推定值计算能从电池提供的最大电量(Pmax)。

技术领域

本发明涉及半导体装置、电池组及便携式终端，尤其涉及有效应用于监视电池的状态的半导体装置的技术。

背景技术

近年来，作为搭载于笔记本电脑等便携式终端的内部电路(PC系统)中的CPU(包括GPU)，具备可变频率功能的CPU在日益增加，以便取得消耗电力与运算性能与可靠性(寿命)的平衡。所谓可变频率功能，在通常时通过将CPU的时钟频率设定为比较低的值(通常时钟动作)，能够实现低功耗，并且抑制CPU的温度上升，抑制CPU的可靠性的下降，而在应用的CPU资源请求增加时，通过将CPU的时钟频率设定为比较高的值(高速时钟动作)，能够提高运算性能。

在CPU进行高速时钟动作时，在笔记本电脑没有连接AC适配器的情况下，CPU进行高速时钟动作所需要的电力全部从电池(组合了多个二次电池单元得到的组电池)提供。另一方面，在笔记本电脑连接了AC适配器的情况下，CPU进行高速时钟动作所需要的电力从AC适配器和电池双方提供。这是因为将AC适配器的最大电力设定得小于进行高速时钟动作时所需要的最大电力，以便实现轻量化、低功耗化及低成本化。另外，在高速时钟动作时作为AC适配器的不足量的电力而从电池获取的电力，通过在通常时钟动作时利用AC适配器对电池充电而得到补充。

如上所述，与有无连接AC适配器无关，CPU进行高速时钟动作都需要来自电池的电力供给。因此，CPU进行高速时钟动作的期间和高速时钟动作时的时钟频率，是根据电池能够提供的电量确定的。例如，具备可变频率功能的CPU构成为能够选择比通常时钟动作时的时钟频率高的多个时钟频率，作为高速时钟动作时的时钟频率，并根据此时的电池能够提供的电量选择最佳的时钟频率。

另一方面，搭载于笔记本电脑等便携式终端中的电池的状态，由和电池一起搭载于电池组中的电池监视系统进行监视。通常，电池监视系统构成为包括电池控制IC(FGIC：Fuel gauge IC)、用于检测电池的充电电流及放电电流作为电压信息的检测电阻器、充电控制用的MOS晶体管、放电控制用的MOS晶体管、及晶闸管和熔断器等的保护电路。电池控制IC例如构成为包括微型控制器，实现电池的余量管理功能和充电控制用/放电控制用MOS晶体管的控制功能、电池的保护功能等。例如，电池控制IC根据电池的充电电流及放电电流和电池电压的检测结果，生成表示电池状态的信息，并通知给便携式终端的内部电路。关于表示电池状态的信息，例如有充满电容量FCC(Full Charge Capacity)、电池的余量RC(Remaining Capacity)、和电池的充电状态SOC(State of Charge)等。关于电池控制IC的现有示例，例如有专利文献1～3公开的示例。

在安装了具备上述可变频率功能的CPU的笔记本电脑的电池组中所搭载的电池控制IC，除了上述表示电池状态的信息以外，还根据电池的放电电流和电池电压的测定结果，生成从电池能够提供给内部电路的最大电量的信息。最大电量的信息被随时(例如1秒钟1次)通知给笔记本电脑的PC系统(内部电路)，如前面所述被用来确定高速时钟动作时的时钟频率和高速时钟动作的期间。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2010－34016号公报

【专利文献2】日本特开2003－79059号公报