JP2002215274A - 消費電力低減方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】比較的低電圧の動作電源で動作する第１デバイ
ス群と比較的高電圧の動作電源で動作する第２デバイス
群を含む装置の待機状態の消費電力を低減すると共に待
機解除時には迅速に動作する装置の消費電力低減方式を
提供する。 【解決手段】装置１０の第１デバイス群２０には比較的
低電圧の動作電源ＶAを供給する。一方、第２デバイス
群３０には、規定（又は通常）状態では、比較的高電圧
の動作電源ＶBにて動作し、待機状態では、上述した動
作電源ＶAと実質的に等しい電源電圧で動作させる。待
機状態又は規定状態は、タイマ回路２３および解除トリ
ガ検出部２４の検出信号で動作する制御部２２にて制御
される電源制御部２５により第２デバイス群３０への電
源を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は消費電力低減方式、
特に２以上の異なる電源電圧で動作する複数の半導体デ
バイスにより構成される装置の待機状態等における装置
の消費電力を低減する消費電力低減方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】比較的使用頻度の高い電子機器又は電子
応用機器等にあっては、常時規定の通電（オン）状態と
すると、必要時に直ちに使用可能であるので便利である
が、待機時に不要な電力を消費するので、電力を浪費す
る。一方、通常非通電（オフ）状態とし、使用の都度通
電すると、通電時から使用可能状態になるまでのウォー
ミングアップ時間が必要となり、直ちに使用できないの
で、時間の無駄が生じると共に電源スイッチ等を頻繁に
オン／オフ操作することによる故障の発生を誘発する虞
がある。そこで、待機（又は使用待ち受け）状態時に
は、電源電圧を低下させ、使用時に規定の高電源電圧に
切替えることにより、装置の消費電力を低減することは
一般に実施されている。斯かる電子機器の例は、携帯電
話機等の内蔵電池で動作する携帯電子機器および複写機
（コピー機）やファクシミリ（ＦＡＸ）装置等のオフィ
ス機器である。

【０００３】斯かる従来技術は、例えば特開平６−２３
２３４９号公報の「半導体集積回路」（以下、第１従来
技術という）、特開平８−２７４９１１号公報の「ファ
クシミリ装置」（以下、第２従来技術という）および特
開平６−１３１８７６号公報の「半導体記憶装置」（以
下、第３従来技術という）等に開示されている。即ち、
上述した第１従来技術は、半導体集積回路（ＬＳＩ）の
内部において使用されていない機能ブロックの電源供給
を電源切替回路により停止させ、半導体集積回路全体の
消費電力を低減させる技術を開示している。

【０００４】また、第２従来技術は、図４に示す如く、
制御部１０１、ＲＯＭ（読み出し専用メモリ）１０２、
ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）１０３、読取原稿検
出部１０５を含む読取部１０４、２次電池１０６および
主電源１０８を含む供給電源１１４、供給電源切替部１
０７、記録部１０９、通信部１１０および操作部１１１
により構成されるファクシミリ装置１００を開示してい
る。制御部１０１は、供給電源切替部１０７を制御し
て、ファクシミリ装置１００のスタンバイ時に、必要な
回路（読取原稿検出部１０５等）にのみ２次電池１０６
から電源を供給する。そして、読取原稿検出部１０５に
より原稿が検出されたとき、制御部１０１は、供給電源
切替部１０７により供給電源１１４を２次電池１０６か
ら主電源１０８へ切り替えて原稿の読取動作を行う。一
連の動作終了後又は所定時間Ｔ１経過後に供給電源１１
４を２次電池１０６に切り替える。これにより、スタン
バイ（待機）時におけるファクシミリ装置１００の消費
電力を低減する技術を開示している。更に、第３従来技
術は、長時間データにアクセスせず、単にデータを保持
している保持状態時には低電源電圧を供給し、読み出し
又は書き込み動作時に高電源電圧を供給する半導体記憶
装置（メモリ）を開示している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の如き従
来技術には、次の如き幾つかの課題を有する。第１に、
不要な回路の電源を遮断するには、回路設計が複雑にな
る。その理由は、半導体デバイスのラッチアップ対策や
端子保護等の保護回路が必要となるためである。通常半
導体デバイスは、自己の動作電源電圧以上の電位が端子
に印加されることを禁止し、デバイスをラッチアップや
端子破壊等による破壊から保護している。また、デバイ
スの電源をオフにするには、電源オフ時にそのデバイス
の端子に過度の電位が印加されないこと又はデバイスの
電源電圧以上の電位が端子に印加されても壊れないこと
を保証しているデバイスであることが条件になる。この
条件を満足できれば問題ないが、実際には電源をオフに
するデバイスは、アクティブ（電源が供給されていて動
作しているデバイス）と接続されていることが多いの
で、この条件を満足するのは困難である。

【０００６】また、実際のシステムでは、動作電圧の異
なる複数のデバイスで構成されている場合が多い。例え
ば、図５に示す如く、装置２００は、ＣＰＵ（中央処理
装置）およびＡＳＩＣ（特定用途集積回路）等の常時動
作する必要があり電源電圧ＶAが供給されているデバイ
ス（Ａ）と、例えばアナログ回路を含む周辺回路等であ
り、待機時には不動作であるデバイス（Ｂ）２２０と、
これら両デバイス２１０および２２０間に配置されたレ
ベル変換デバイス２３０と、これらデバイス（Ｂ）２２
０およびレベル変換デバイス２３０に電源電圧ＶBを選
択的に供給し、装置待機時にはオフであるスイッチ２４
０とにより構成される。一般的な装置、特にデジタル回
路およびアナログ回路が混在している回路においては、
デバイスの動作電圧が異なることが多いため、複数の電
源系統（電圧）が必要になる。このような回路を使用す
る装置では、上述の如く動作電圧が異なるデバイス間に
電圧レベル変換用のドライバＩＣが必要となり、使用す
る電子デバイスが多くなるため、保護回路は一層複雑と
なる。また、レベル変換デバイス２３０の入力側に電源
オフ時に電位がかかると、ラッチアップ端子破壊等のデ
バイス破壊の原因となる。

【０００７】第２に、システムの再起動に時間がかかる
ことである。その理由は、必要最低限の回路として、上
述の第２従来技術の如く、読取原稿検出部のセンサとそ
れを検出する検出回路のみを２次電池にて動作させ、そ
の他の回路電源は全て電源供給を遮断してしまうと、読
取原稿を検出してから実際に動作開始するまで（ユ−ザ
が操作を開始できるまで）、システムの再起動を行う必
要があるので、時間がかかる。ユーザは、この間待たさ
れるので、無駄な時間を浪費することとなり作業性が低
下する。

【０００８】

【発明の目的】そこで、本発明の目的は、上述した課題
を克服し又は軽減して、複数の異なる電源電圧で動作さ
れるデバイス（又は回路）により構成される装置の消費
電力を低減する消費電力低減方式を提供することであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の消費電力低減方
式は、規定動作状態では比較的低電圧の動作電源にて動
作する第１デバイス群および比較的高電圧の動作電源に
て動作する第２デバイス群を含む装置全体の消費電力低
減方式であって、装置が規定の動作をしていない待機状
態のとき、第２デバイス群の動作電圧を第１デバイス群
の動作電圧と実質的に等しい電源電圧とする。

【００１０】また、本発明の消費電力低減方式の好適実
施形態によると、第２デバイス群の動作電源として、第
１デバイス群の動作電源を、ダイオードを介して供給す
る。第１デバイス群には、動作電源を制御する電源制御
部、経過時間をカウントするタイマ回路、待機状態の解
除条件を検出する解除トリガ検出部および電源制御部を
制御する制御部を備える。タイマ回路は、装置が一定時
間使用されていないことを検出するとき、制御部に制御
信号を出力する。装置は、第１デバイス群としてＣＰＵ
（中央処理装置）等を含み、第２デバイス群として周辺
回路等を含む。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に、本発明による消費電力低減
方式の好適実施形態の構成および動作を、添付図面を参
照して詳細に説明する。

【００１２】先ず、図１は、本発明による消費電力低減
方式を適用する装置の基本構成を示すブロック図であ
る。この装置１０は、第１デバイス群であるデバイス
（Ａ）群２０、第２デバイス群であるデバイス（Ｂ）群
３０および電源４０により構成される。デバイス（Ａ）
群２０は、ＣＰＵおよびＡＳＩＣ等の常時動作する必要
があり且つ比較的低電圧で動作するデバイス（Ａ）２
１、制御部２２、タイマ回路２３、解除トリガ検出部２
４および電源制御部２５を含んでいる。一方、デバイス
（Ｂ）群３０は、例えばアナログ回路を含み比較的高電
圧で動作するむ周辺回路等のデバイス（Ｂ）３１および
レベル変換デバイス３２を含んでいる。電源４０は、異
なる電源電圧ＶAおよびＶBを供給する。

【００１３】図１に示す装置１０は、規定（又は通常）
動作中および待機中、常時動作電圧ＶAがデバイス
（Ａ）群２０の各構成素子２１〜２５に供給される。一
方、デバイス（Ｂ）群３０のデバイス３１および３２に
は、規定動作時に上述したデバイス（Ａ）群２０への動
作電圧ＶAとは異なる（デバイス（Ａ）群２０より動作
電圧が高い）動作電圧ＶBが供給される。しかし、装置
１０が待機時には、デバイス（Ｂ）群３０の各デバイス
３１、３２は、デバイス（Ｂ）群３０の各デバイス３
１、３２は動作電圧ＶBの如き高い動作電圧を必要とし
ない。そこで、電源４０は、２つの異なる動作電圧ＶA
およびＶB（ここで、ＶA＜ＶB）を出力する電源であ
る。

【００１４】上述したデバイス（Ａ）群２０において、
制御部２２は、システムの動作を制御する。電源制御部
２５は、電源４０を制御する。タイマ回路２３は、一定
の経過時間をカウント（計数）する。「省電力制御」を
解除する解除トリガ検出部２４は、装置１０の省電力制
御を解除する。即ち、装置１０が、待機状態であり且つ
タイマ回路２３により一定時間経過を計時後に、制御部
２２から電源制御部２５へ電圧制御の指示が送出され
る。この指示により、電源制御部２５は、一方の動作電
圧ＶBの電圧を低下させ、例えば略ＶA＝ＶBとなるよう
に電源４０を制御することにより、「省電力制御状態」
とする。また、省電力制御の解除は、装置１０のユ−ザ
による操作又はファクシミリ呼出等の外部からの省電力
制御解除トリガを解除トリガ−検出部２４にて検出した
とき、制御部２２から電源制御部２５へ指示が送出さ
れ、電源制御部２５はＶBを元の高電圧へ上昇させ、通
常状態に戻る制御を行う（通常状態：ＶA＜ＶB）。

【００１５】次に、図１に示す消費電力低減方式による
装置１０の動作を、図３のフロ−チャ−トを参照して説
明する。先ず、装置１０の電源を投入（オン）し、制御
動作を開始する（ステップＳ１）。このとき、装置１０
は、通常状態であり、電源４０の電源ＶAおよびＶBの関
係は、ＶA＜ＶBであり、全ての動作が可能な状態であ
る。次に、装置１０が待機状態であるか否か判断する
（ステップＳ２）。装置１０が、特に規定（又は通常）
動作を行っておらず待機状態にある場合（ステップＳ
２：ＹＥＳ）には、「省電力制御」を実行する（ステッ
プＳ３）。ここで、「省電力制御」とは、上述した如
く、電圧の高い方の電源電圧ＶBを低い方の電源電圧ＶB
と略同じ電圧へ低下制御することである（ＶA＝ＶB）。

【００１６】次に、装置１０が待機状態でない場合（ス
テップＳ２：ＮＯ）、即ち装置１０が使用されている場
合には、「省電力制御」は行わず、上述したステップＳ
１の通常状態に戻る。次に、省電力モ−ド中には、「省
電力制御解除トリガ」が発生したか否か判断する（ステ
ップＳ４）。ここで、「省電力制御解除トリガ」とは、
上述の如く、装置１０のユ−ザの操作又はファクシミリ
呼出し等の外部からの起動が発生した状態を示す。「省
電力制御状態」では、装置１０は規定の動作を行うこと
ができないので、省電力制御解除トリガが発生した場合
（ステップＳ４：ＹＥＳ）には、「省電力制御」を解除
し、装置１０は通常状態に戻る（ステップＳ５）。解除
トリガが発生しない場合（ステップＳ４：ＮＯ）には、
上述のステップＳ３へ戻り、解除トリガの発生を待つ。
装置１０が通常状態に戻った後に、ステップＳ４にて発
生したトリガ要因動作を実行する（ステップＳ６）。次
に、トリガ要因動作が完了したか否かを判断する（ステ
ップＳ７）。動作が完了した場合（ステップＳ７：ＹＥ
Ｓ）には、上述したステップＳ２へジャンプし、以下の
動作を繰り返す。動作完了でない場合（ステップＳ７：
ＮＯ）には、上述したステップＳ６へ戻る。

【００１７】次に、図２は、本発明による消費電力低減
方式の第２実施形態の構成図を示す。この実施形態で
は、第１電源（ＶA）４０Ａおよび第２電源（ＶB）４０
Ｂの２つの電源系統を有する。デバイス（Ａ）群２０の
デバイス（Ａ）２１には、第１電源４０Ａからの第１動
作電圧Ｖａが常時供給されている。このデバイス（Ａ）
２１の消費電流をＩａとする。一方、デバイス（Ｂ）３
１には、スイッチ４１を介して第２電源４０Ｂが接続さ
れると共にダイオード４２を介して第１電源４０Ａが接
続されている。そして、デバイス（Ｂ）３１への供給電
圧をＶｂ、消費電流をＩｂとする。

【００１８】規定（又は通常）動作状態では、スイッチ
４１は、制御部２２からの制御信号により動作する電源
制御部２５によりオン（閉）状態にされる。ここで、Ｖ
A＜ＶBとすると、ダイオード４２はオフであり、デバイ
ス（Ｂ）３１への供給電圧Ｖｂは、第２電源４０Ｂから
の電圧ＶBと等しい。従って、装置全体の消費電力Ｐ１
は、次式（１）で与えられる。 Ｐ１＝Ｖａ×Ｉａ＋Ｖｂ×Ｉｂ …（１） 一方、装置の待機状態では、スイッチ４１は、電源制御
部２５によりオフ（開）とされ、デバイス（Ｂ）３１に
は、オン状態のダイオード４２を介して第１電源４０Ａ
から動作電圧が供給される。この状態では、実質的にＶ
ｂ＝Ｖａであるので、装置全体の消費電力Ｐ２は、次式
（２）で与えられる。 Ｐ２＝Ｖａ×Ｉａ＋Ｖａ×Ｉｂ＝Ｖａ×（Ｉａ＋Ｉｂ） …（２）

【００１９】従って、消費電力Ｐ１とＰ２の差Ｐ０は、
次式（３）で与えられる。 Ｐ０＝Ｐ１−Ｐ２＝（Ｖｂ−Ｖａ）×Ｉｂ …（３） 尚、実際には、デバイス（Ｂ）３１の消費電流Ｉｂは、
供給電圧がＶｂのときとＶａのときとでは差がある。一
般に、デバイス（Ｂ）３１への供給電圧Ｖｂが高いほど
消費電流Ｉｂも大きいので、消費電力差Ｐ０は、上記
（３）式より大きく、一層消費電力低減が可能である。

【００２０】以上、本発明による消費電力低減方式の好
適実施形態の構成および動作を詳述した。しかし、斯か
る実施形態は、本発明の単なる例示に過ぎず、何ら本発
明を限定するものではないことに留意されたい。本発明
の要旨を逸脱することなく、特定用途に応じて種々の変
形変更が可能であること、当業者には容易に理解できよ
う。電源ＶAおよびＶBは、電池でも又はスイッチングレ
ギュレータ等の電源装置であっても良い。また、ダイオ
ード４２は、直列接続された１個以上のダイオード又は
ゼナーダイオードであっても良い。更に、装置が３個以
上のデバイス群に分離する場合には、３個以上の異なる
電源電圧を使用しても良い。

【００２１】

【発明の効果】以上の説明から理解される如く、本発明
の消費電力低減方式によると、次の如き実用上の顕著な
効果が得られる。先ず、規定動作状態と待機状態を有す
る装置全体の消費電力を大幅に低減することが可能であ
る。その理由は、消費電力は、デバイスの動作電圧に比
例するので、動作電圧を低下することにより消費電力を
低減することが可能であるためである。次に、簡単な構
成により容易に実現可能である。その理由は、デバイス
のラッチアップや端子破壊等、デバイス破壊の危険性が
ないため、電子回路自体に対策部品等を必要としない。
つまり、既に設計されている電子回路においても電源制
御の仕組みのみを追加することにより容易に省電力回路
を実現することが可能であるためである。更に、待機状
態から最短の持ち時間で規定動作をさせることが可能で
ある。その理由は、規定動作時には高電圧で動作するデ
バイスに、低電圧で動作するデバイスへの動作電圧と実
質的に同じ低電圧を供給して待機状態にしているためで
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による消費電力低減方式の第１実施形態
の構成図である。

【図２】本発明による消費電力低減方式の第２実施形態
の構成図である。

【図３】本発明による消費電力低減方式の動作を示すフ
ローチャートである。

【図４】従来技術による待機機能付きファクシミリ装置
の構成図である。

【図５】複数の電源系統から構成されるシステムの構成
図である。

【符号の説明】 １０ 消費電力低減方式による装置 ２０ 第１デバイス（デバイス（Ａ））群 ２１ デバイス（Ａ） ２２ 制御部 ２３ タイマ回路 ２４ 解除トリガ検出部 ２５ 電源制御部 ３０ 第２デバイス（デバイス（Ｂ））群 ３１ デバイス（Ｂ） ４０ 電源 ４１ スイッチ ４２ ダイオード

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】規定動作状態では比較的低電圧の動作電源
   にて動作する第１デバイス群および比較的高電圧の動作
   電源より動作する第２デバイス群を含む装置の消費電力
   低減方式において、 前記装置が規定の動作を行っていない待機状態のとき、
   前記第２デバイス群の動作電源電圧を、前記第１デバイ
   ス群の動作電源電圧と実質的に等しい電源電圧とするこ
   とを特徴とする消費電力低減方式。
2. 【請求項２】前記第２デバイス群の動作電源として、前
   記第１デバイス群の動作電源を、ダイオードを介して供
   給することを特徴とする請求項１に記載の消費電力低減
   方式。
3. 【請求項３】前記第１デバイス群には、前記動作電源を
   制御する電源制御部、経過時間をカウントするタイマ回
   路、待機状態の解除条件を検出する解除トリガ検出部お
   よび前記電源制御部を制御する制御部を備えることを特
   徴とする請求項１又は２に記載の消費電力低減方式。
4. 【請求項４】前記タイマ回路は、前記装置が一定時間使
   用されていないことを検出するとき前記制御部に制御信
   号を出力することを特徴とする請求項３に記載の消費電
   力低減方式。
5. 【請求項５】前記装置は、前記第１デバイス群としてＣ
   ＰＵ（中央処理装置）等を含み、前記第２デバイス群と
   して周辺回路等を含むことを特徴とする請求項１乃至４
   の何れかに記載の消費電力低減方式。