JP2000270472A

JP2000270472A - 電源装置

Info

Publication number: JP2000270472A
Application number: JP11074331A
Authority: JP
Inventors: Masanori Hoshino; 政則星野
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1999-03-18
Filing date: 1999-03-18
Publication date: 2000-09-29

Abstract

(57)【要約】【課題】電力必要機器のスリープ状態での消費電力を
節減できる電力供給装置を提供する。【解決手段】本電力供給装置１０は、主電源１１と、
充電可能なバックアップ電源１３とを備え、電力必要機
器に電力を供給する。本装置は、主電源の接続を切り換
える切り換え装置１２、２６、３０と、バックアップ電
源の電圧を計測する電圧計測装置３４と、スリープ状態
からウェイク状態に移行した際、移行した時からの時間
を計測する計時装置３６と、切替え装置、電圧計測装
置、及び計時装置を制御する制御装置１６とを備えてい
る。本装置は、電力必要機器のスリープ状態では、バッ
クアップ電源の電圧を監視し、バックアップ電源の電圧
が規定電圧以下になったとき、一定時間、電力必要機器
のスリープ状態をウェイク状態に移行させ、主電源をバ
ックアップ電源に接続してバックアップ電源を充電させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電源装置に関し、
更に詳細には、バックアップ電源の消費電力を低減さ
せ、バックアップ電源の寿命を長くし、携帯用のディス
ク記録・再生装置等に最適な電源装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】ＭＤ（ミニ・ディスク）等の記録媒体に
データを記録し、記録されたデータを再生する、携帯用
のディスク記録・再生装置では、長時間にわたり携帯し
て、その間、再生／録音操作を行えることが重要であ
る。そのためには、電源として使用する電池の寿命を伸
ばすことが必要不可欠であって、従って消費電力を極力
抑えるシステムを構成することが重要になる。

【０００３】そこで、ディスクの再生のみを行う従来の
再生専用装置では、以下のスリープ／ウェイク・システ
ムを採っている。再生専用装置は、一般的に、バックア
ップ電源を内蔵していない。そして、記録媒体の再生を
行わない状態（以下、スリープ状態と言う））では、再
生専用装置に内蔵するマイクロ・コンピュータ等含めた
制御システム全体に対して電力の供給を停止する。再生
専用装置で電源をオンして記録媒体の再生を行う状態
（以下、ウェイク状態と言う）になって、電力を供給を
行う。なお、再生専用装置では、次回、ウェイク状態で
必要とされるデータは、電力供給がなくてもデータ保持
が可能なＥＥＰＲＯＭなどのメモリにスリープ状態への
切り換え直前に格納するようになっている。

【０００４】一方、ディスクの記録及び再生の双方を行
う記録・再生装置は、録音時に録音データとともに録音
日時を記録する機能を提供するため、時計機能を持つこ
とが必要条件となっている。そこで、記録・再生装置
は、通常、バックアップ電源を内蔵し、記録・再生装置
のスリープ状態でも、可能な限り、記録・再生装置の内
蔵マイクロ・コンピュータ、及び時計システムへの電力
供給を行っている。例えば時計システムには、バックア
ップ電源として電池を設けており、記録・再生装置への
電力供給が外部から得られない場合でも、バックアップ
電池からの電力供給により、時計システムを動作させて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の記録・再生装置のスリープ／ウェイク・システムで
は、消費電力が大きく、そのために、バックアップ電池
の寿命が短く、記録・再生装置のスリープ状態の時間が
長いと、バックアップ電池が消耗し、時計システムが動
作しないという問題があった。上述の説明では、ディス
ク記録・再生装置を例にしてバックアップ電源の問題を
説明したが、上述の問題は、バックアップ電源を備えた
機器に普遍的に存在する問題である。そこで、本発明の
目的は、電力必要機器のスリープ状態での消費電力を節
減できる電源装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述のように、従来、ポ
ータブルＭＤ記録・再生装置などのポータブル機器で
は、消費電力削減のために、スリープ状態ではシステム
全体の電源供給を停止させ、最低限の動作に必要な電力
をバックアップ電源から取得するようにしているもの
の、長時間にわたりスリープ状態が継続した場合には、
バックアップ電源の消耗により最低限の動作が保証でき
なくなる。そこで、本発明者は、スリープ状態での消費
電力を抑えるために、スリープ状態においても全ての制
御システムへの電源供給を停止し、時計システムにのみ
をバックアップ電源で動作させるシステムを考えた。

【０００７】そして、長時間スリープ状態が継続した場
合、バックアップ電源の消耗により最低限の動作が保証
できなくなることを防止するために、計時装置により時
間計測を行うことにより、バックアップ電源の電圧を定
期的に監視し、バックアップ電源の電圧が規定電圧以下
になったとき、一定時間、スリープ状態をウェイク状態
に移行させ、主電源をバックアップ電源に接続して充電
させることを着想し、研究の末に本発明を完成するに到
った。

【０００８】上記目的を達成するために、本発明に係る
電源装置は、主電源と、充電可能なバックアップ電源
と、現在時刻を計時する時計手段とを備え、電力を必要
する機器に電力を供給する電源装置において、ウエイク
状態又はスリープ状態のいずれか一方を選択して、選択
した一方の状態で予め設定されている経路に主電源の接
続を切り換える切り換え装置と、バックアップ電源の電
圧を計測する電圧計測装置と、スリープ状態からウェイ
ク状態に移行した際、移行した時からの経過時間を計時
する計時装置とを備え、機器のスリープ状態では、時計
手段にのみバックアップ電源を接続し、かつ、バックア
ップ電源の電圧を電圧計測装置によって監視し、バック
アップ電源の電圧が規定電圧未満になったとき、切り換
え装置をスリープ状態からウェイク状態に切り換えて主
電源をバックアップ電源に接続し、かつ、計時装置で計
時して、所定時間、ウエイク状態に保持しつつバックア
ップ電源を充電するようにしたことを特徴としている。

【０００９】ここで、スリープ状態とは、電力必要機器
が本来の目的の動作又は操作を休止している状態をい
い、ウェイク状態とは、電力必要機器が本来の目的の動
作又は操作を実行している状態をいう。機器のスリープ
状態では、時計手段にのみバックアップ電源を接続して
いるので、バックアップ電源の活性を長期間にわたり持
続することができる。

【００１０】本発明の好適実施態様では、切り換え装
置、電圧計測装置、及び計時装置の動作を制御する制御
装置を備え、切り換え装置は、第１の切り換えスイッチ
と、第１の切り換えスイッチに直列に接続された第２の
切り換えスイッチとを有し、第１の切り換えスイッチ
は、機器のウェイク状態では主電源を機器に接続し、機
器のスリープ状態では主電源を機器から切断し、第２の
切り換えスイッチは、機器のウェイク状態では主電源を
バックアップ電源、電圧計測装置、計時装置、及び制御
装置に接続し、機器のスリープ状態では主電源を電圧計
測装置、及び計時装置にバックアップ電源に接続し、電
圧計測装置は、バックアップ電源の電圧が所定電圧未満
では第１及び第２の切り換えスイッチをウェイク状態に
移行させるウェイク・トリガ信号を発行し、制御装置
は、ウェイク・トリガ信号の発行時刻から所定時間経過
した旨を計時装置から入力されたときに、スリープ・ト
リガ信号を第１及び第２の切り換えスイッチに発行す
る。これにより、バックアップ電源の電圧を定期的に監
視し、規定電圧未満になったときには、一定時間、スリ
ープ状態からウエイク状態に移行させ、バックアップ電
源を充電することができる。

【００１１】本発明は、電力を必要とする機器である限
り適用できるが、特に携帯用の電子／電気機器、例えば
携帯用のディスク記録・再生装置に最適である。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に、実施形態例を挙げ、添付
図面を参照して、本発明の実施の形態を具体的かつ詳細
に説明する。実施形態例本実施形態例は、本発明に係る電源装置の実施形態の一
例であって、図１は本実施形態例の電源装置の構成を示
すブロック図、図２は電源装置を構成する各ブロックの
間での情報の授受を示すブロック図、図３は定期充電判
断処理時の処理手順を示すフローチャート、及び図４は
スリープ状態の遷移判断を行う際の処理手順を示すフロ
ーチャートである。本実施形態例の電源装置１０は、デ
ィスク等の記録媒体の携帯用記録・再生装置に電力を供
給するために装置であって、記録媒体の記録・再生装置
に内蔵されている。電源装置１０は、図１に示すよう
に、主電源１１と、電源ブロック１２、バックアップ電
源１３、時計ブロック１４、及び制御ブロック１６で構
成されている。電源ブロック１２、時計ブロック１４、
及び制御ブロック１６に属する回路は、それぞれ、電源
ＩＣ１８、時計ＩＣ２０、及びマイロク・コンピュータ
ＩＣ２２に集積して搭載されている。

【００１３】主電源１１は、乾電池等の１次電池、リチ
ウム電池等の２次電池、ＡＣ電源からＡＣアダプターを
介して得た定電圧源などの少なくともいずれかであっ
て、記録媒体の記録・再生装置及び電源装置１０に必要
な電力を供給する。

【００１４】電源ブロック１２は、第１の切り換えスイ
ッチ２６と、ＤＣ−ＤＣコンバータ２８と、第２の切り
換えスイッチ３０とから構成されている。第１の切り換
えスイッチ２６は、ウェイク状態には所定電圧に昇圧し
た電圧をシステム系電源（Ｖ−ＳＹＳ）に供給し、スリ
ープ時には０Ｖ、即ち電力の供給停止する切り換えを行
うスイッチである。ここで、システム系電源ライン（Ｖ
−ＳＹＳ）は、マイクロ・コンピュータを含めたシステ
ム全体にウェイク状態での動作に必要な電力を供給する
電源ラインである。

【００１５】ＤＣ−ＤＣコンバータ２８は、主電源１１
から供給された電力の電圧をシステム内部で使用する所
定の電圧値に変換する。第２の切り換えスイッチ３０
は、ウェイク状態にはシステム系電源（Ｖ−ＳＹＳ）に
ＤＣ−ＤＣコンバータ２８の出力を供給し、スリープ状
態にはバックアップ系電源（Ｖ−ＳＴＢＹ）に主電源１
１の出力を供給するように切り換えを行うスイッチであ
る。ここで、バックアップ系電源ライン（Ｖ−ＳＴＢ
Ｙ）は、スリープ状態及びウェイク状態にバックアップ
電源の充電のための電源ラインである。

【００１６】第１の切り換えスイッチ２６及び第２の切
り換えスイッチ２４は、時計ブロック１４から出力され
るウェイク・トリガ信号によりスリープ位置からウェイ
ク位置に切り換えられ、制御ブロック１６から出力され
るスリープ・トリガ信号によりウェイク位置からスリー
プ位置に切り換えられる。システムで使用する電圧レギ
ュレーション回路や上述のＤＣ−ＤＣコンバータ２８、
第１の切り換えスイッチ２６及び第２の切り換えスイッ
チ３０等の回路は、電源ＩＣ１８として一つのチップに
集積化されている。

【００１７】バックアップ電源１３は、主電源１１が電
力を供給できないとき、及びスリープ状態に、時計ブロ
ック１４を動作させるための電源であって、一次電池又
は二次電池が使用される。ウェイク状態では、バックア
ップ電源ライン（Ｖ−ＳＴＢＹ）から時計ブロック１４
に動作電圧が印加されたときに、バックアップ電源の充
電が行われる。

【００１８】時計ブロック１４は、図１に示すように、
電源監視ブロック３４と、時計カウント・ブロック３６
と、定期割り込み発生ブロック３８とから構成されてい
る。電源監視ブロック３４は、バックアップ電源１３か
ら時計ブロック１４に供給される電圧を監視する機能を
有し、供給電圧が、規定電圧以上か、又は規定電圧未満
かを判断し、供給電圧をその状態に保持すると共に、電
圧監視結果を制御ブロック１６にシリアル通信により伝
達する。

【００１９】シリアル通信では、ＣＥ、ＳＣＬＫ、Ｓ
Ｉ、ＳＯ等の信号を相互に授受する。ＣＥは、チップセ
レクト信号であって、ハイ（High) のとき、シリアルロ
ック、シリアルデータの送受信ができる。ＳＣＬＫはシ
リアルクロック信号であって、シリアルクロック信号に
同期してシリアルデータの入出力を行う。ＳＩはシリア
ル入力であって、時計ブロック１４はシリアルクロック
信号に同期して読み出しデータを出力する。ＳＯはシリ
アル出力であって、時計ブロック１４はシリアルクロッ
ク信号に同期して書き込みデータを制御ブロック１６に
入力する。

【００２０】定期割込み発生ブロック３８は、ウェイク
状態からスリープ状態に移行した後、予め設定されてい
る一定時間のカウントを終了すると、／ＩＮＴＲ端子か
らウェイク・トリガ信号を電源ブロック１２に発行す
る。なお、定期割込み発生ブロック３８は、時計カウン
ト・ブロック３６の時刻設定又は未設定にかかわらず、
一定時間のカウントを行う。ウェイク信号伝達経路に
は、電流逆流防止のため、抵抗とダイオードを使用して
いる。

【００２１】時計カウント・ブロック３６は、制御ブロ
ック１６によって設定された時刻を基準にして、その時
刻からの時間のカウントを行い、かつ、時刻の読み出し
要求の際に現在時刻を出力する。制御ブロック１６との
情報の授受は通信ラインを介して行われる。本実施形態
例では、制御ブロック１６との通信方式として、３線式
シリアル通信が用いられている。

【００２２】電源監視ブロック３４、時計カウント・ブ
ロック３６、及び、定期割り込み発生ブロック３８の回
路は、時計ＩＣ２０として一つのチップに集積化されて
いる。

【００２３】制御ブロック１６は、ディスク記録・再生
装置及び電源装置１０を制御するマイクロ・コンピュー
タを備えたブロックであって、マイクロ・コンピュータ
ＩＣ２２として一つのチップに集積化されている。制御
ブロック１６は、ウェイク状態からスリープ状態へ遷移
するときは、電源ＩＣ１８にスリープ・トリガ信号を発
行する。スリープ状態には、制御ブロック１６には電力
は供給されない。

【００２４】次に、図２を参照して、電源装置１０の動
作を説明する。スリープ状態からウェイク状態に遷移
し、再度、スリープ状態に戻るまで、括弧内に示す数字
の順に従って処理を行う。初期状態では、ディスク記録
・再生装置がスリープ状態であって、時計ブロック１４
に対する定期割込み設定が、既に設定されているものと
する。このとき、システム系電源（Ｖ−ＳＹＳ）は０Ｖ
で、時計ブロック１４はバックアップ電源１３によって
動作している。

【００２５】（１）時計ブロック１４から電源ブロック
１２へのウェイク要求時計ブロック１４の時計カウント・ブロック３６が、定
期割り込み設定後の一定周期をカウントすると、／ＩＮ
ＴＲ端子をロー（Low ）レベルにする。この信号は、ウ
ェイク・トリガ信号として電源ブロック１２に出力され
る。（２）電源ブロック１２からシステム系電源（Ｖ−ＳＹ
Ｓ）の供給電源ブロック１２は、時計ブロック１４からのウェイク
・トリガ信号を受け、第１の切り換えスイッチ２６及び
第２の切り換えスイッチ３０をスリープ位置からウェイ
ク位置に切り換える。これにより、電源ブロック１２
は、マイクロ・コンピュータ用の電源を含むシステム系
電源ライン（Ｖ−ＳＹＳ）を立ち上げ、また、バックア
ップ電源１３の充電を行うため、バックアップ電源ライ
ン（Ｖ−ＳＴＢＹ）も同時に立ち上げる。

【００２６】（３）制御ブロック１６と時計ブロック１
４の通信（３−１）リセット処理制御ブロック１６は、電源ブロック１２がウェイク状態
に切り替わったとき、リセット処理を行う。ここで、図
３を参照して、バックアップ電源の定期充電でのリセッ
ト処理を説明する。図３はバックアップ電源の定期充電
でのリセット処理を抜き出してフローチャートにしたも
のである。

【００２７】電源ブロック１２がウェイク状態になった
時、ステップＳ₁ で制御ブロック１６は、時計ブロック
１４の電源監視ブロック２０から電源電圧監視の結果を
取得し、ステップＳ₂ に移行する。ステップＳ₂ では、
制御ブロック１６は、以下に列挙する時計ブロック１４
の初期設定を行い、次いで、ステップＳ₃ に移行する。
時計ブロック１４の初期設定では、以下の設定を行う。・定収機割込機能の設定・電源電圧監視機能の設定・監視電圧の設定・監視結果（監視電圧以下）の設定・／ＩＮＴＲ端子の初期化（ハイ（High）レベルにす
る）

【００２８】ステップＳ₃ では、電圧監視ブロック２０
は、時計ブロック１４に供給されている電圧が規定監視
電圧未満になったかどうかをチェックする。規定電圧未
満になった場合、ステップＳ₄ に移行する。規定電圧以
上の場合には、ステップＳ₆に移行する。ステップＳ₄
では、一定時間、スリープ状態に遷移することを禁止す
る。そのためにに、スリープ状態への移行を禁止する禁
止条件をオンにし、次いでステップＳ₅ に移行して、制
御ブロック１６に内蔵するスリープ禁止タイマにタイマ
時間に設定する。スリープ禁止タイマはスリープ禁止条
件を持続する時間を規定するタイマである。スリープ禁
止タイマの設定が終了すると、ステップＳ₈ に移行し
て、その他の初期設定を行う。ステップＳ₆ では、スリ
ープの禁止条件をオフにし、次いでステップＳ₇ でスリ
ープ禁止タイマをオフに設定する。設定が終了すると、
ステップＳ₈ に移行する。

【００２９】（３−２）スリープ判断ウェイク状態では、ディスク記録・再生装置の操作停止
状態から一定時間キー操作がなされない場合、スリープ
状態に遷移させる。この時、（３−１）において、定期
充電のためスリープ状態への遷移を禁止させる設定がな
されていた場合は、定期充電のタイマーカウントが終了
するまで、ウェイク状態を継続させる。図４を参照し
て、スリープ判断処理時の処理手順を説明する。図４は
制御ブロック１６でのスリープ状態遷移判断処理のフロ
ーチャートである。

【００３０】先ず、ステップＳ₁ で、制御ブロック１６
は、スリープ禁止条件がオンかどうか判断する。オンの
場合には、ステップＳ₂ に移行する。オフの場合には、
ステップＳ₄ に移行する。ステップＳ₂ では、スリープ
禁止タイマがオフか、即ち時間が０であるかどうか判断
する。オフである場合にはステップＳ₄ に移行し、オフ
でない場合には、ステップＳ₃ に移行して、ウエイク状
態を継続設定する。ステップＳ₄ では、本実施形態例で
言及しない、機器に特有のその他スリープ条件が成立し
ているかどうか判断する。成立している場合には、ステ
ップＳ₅ に移行してスリープ状態の遷移設定を行う。ス
テップＳ₃ 及びステップＳ₅ が終了すると、ステップＳ
₆ に移行する。

【００３１】（４）記録・再生装置のスリープ状態定期充電のためのスリープ禁止条件の解除を含めた全て
のスリープ条件が、成立した場合、制御ブロック１６
は、電源ブロック１２にスリープ・トリガ信号を発行す
る。電源ブロック１２がこの信号を受けて、第１の切り
換えスイッチ２６及び第２の切り換えスイッチをウエイ
ク状態からスリープ状態に切り換えてシステム系電源
（Ｖ−ＳＹＳ）を０Ｖに落とす。

【００３２】ウェイク状態の時間設定条件次に、図５を参照して、ウエイク状態の定周期の時間条
件を説明する。図５は時間とバックアップ電源電圧との
関係を示すグラフである。電源監視ブロック３４が監視
するバックアップ電源電圧の監視電圧をＶ−ＷＡＴＣ
Ｈ、時間カウント・ブロック３６の動作最小電圧として
必要なバックアップ電源電圧ををＶ−ＣＭＩＮとし、更
に、Ｖ−ＷＡＴＣＨからＶ−ＣＭＩＮまで電圧降下する
までの時間をＴ−ＴＲＡＮＳとすれば、ウェイク状態の
保持期間の時間Ｔ−ＩＮＴとＴ−ＴＲＡＮＳの関係はＴ−ＩＮＴ＜Ｔ−ＴＲＡＮＳを満足しなければならない。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、主電源の接続を切り換
える切り換え装置と、バックアップ電源の電圧を計測す
る電圧計測装置と、スリープ状態からウェイク状態に移
行した際、移行した時からの時間を計測する計時装置
と、切り換え装置、電圧計測装置、及び計時装置を制御
する制御装置とから電源装置を構成している。そして、
機器のスリープ状態では、時計手段にのみバックアップ
電源を接続し、かつ、バックアップ電源の電圧を監視
し、バックアップ電源の電圧が規定電圧以下になったと
き、一定時間、機器のスリープ状態をウェイク状態に移
行させ、主電源をバックアップ電源に接続してバックア
ップ電源を充電させることにより、バックアップ電源の
消費電力を低減し、バックアップ電源の寿命を長くし
て、長期間にわたり動作可能にしている。本発明は、携
帯用機器、及び据え置き機器の双方に適用でき、機器の
待機電力を削減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】記録・再生装置用の実施形態例の電源装置の構
成を示すブロック図である。

【図２】電源装置を構成する各ブロックの間での情報の
授受を示すブロック図である。

【図３】定期充電判断処理時の処理手順を示すフローチ
ャートである。

【図４】スリープ状態の遷移判断を行う際の処理手順を
示すフローチャートである。

【図５】時間とバックアップ電源電圧との関係を示すグ
ラフである。

【符号の説明】１０……実施形態例の電源装置、１１……主電源、１２
……電源ブロック、１３……バックアップ電源、１４…
…時計ブロック、１６……制御ブロック、１８……電源
ＩＣ、２０……時計ＩＣ、２２……マイロク・コンピュ
ータＩＣ、２６……第１の切り換えスイッチ、２８……
ＤＣ−ＤＣコンバータ、３０……第２の切り換えスイッ
チ、３４……電源監視ブロック、３６……時計カウント
・ブロック、３８……定期割り込み発生ブロック。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】主電源と、充電可能なバックアップ電源
と、現在時刻を計時する時計手段とを備え、電力を必要
する機器に電力を供給する電源装置において、ウエイク状態又はスリープ状態のいずれか一方を選択し
て、選択した一方の状態で予め設定されている経路に主
電源の接続を切り換える切り換え装置と、バックアップ電源の電圧を計測する電圧計測装置と、スリープ状態からウェイク状態に移行した際、移行した
時からの経過時間を計時する計時装置とを備え、機器のスリープ状態では、時計手段にのみバックアップ
電源を接続し、かつ、バックアップ電源の電圧を電圧計
測装置によって監視し、バックアップ電源の電圧が規定
電圧未満になったとき、切り換え装置をスリープ状態か
らウェイク状態に切り換えて主電源をバックアップ電源
に接続し、かつ、計時装置で計時して、所定時間、ウエ
イク状態に保持しつつバックアップ電源を充電するよう
にしたことを特徴とする電源装置。
【請求項２】切り換え装置、電圧計測装置、及び計時
装置の動作を制御する制御装置を備え、切り換え装置は、第１の切り換えスイッチと、第１の切
り換えスイッチに直列に接続された第２の切り換えスイ
ッチとを有し、第１の切り換えスイッチは、機器のウェイク状態では主
電源を機器に接続し、機器のスリープ状態では主電源を
機器から切断し、第２の切り換えスイッチは、機器のウェイク状態では主
電源をバックアップ電源、電圧計測装置、計時装置、及
び制御装置に接続し、機器のスリープ状態では主電源を
電圧計測装置、及び計時装置にバックアップ電源に接続
し、電圧計測装置は、バックアップ電源の電圧が所定電圧未
満では第１及び第２の切り換えスイッチをウェイク状態
に移行させるウェイク・トリガ信号を発行し、制御装置は、ウェイク・トリガ信号の発行時刻から所定
時間経過した旨を計時装置から入力されたときに、スリ
ープ・トリガ信号を第１及び第２の切り換えスイッチに
発行することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】電力必要機器が携帯用のディスク記録・
再生装置であることを特徴とする請求項１又は２に記載
の電源装置。