JP2004094480A

JP2004094480A - Phs meter reading terminal device

Info

Publication number: JP2004094480A
Application number: JP2002253075A
Authority: JP
Inventors: Keiji Kobayashi; 小林　敬侍; Yuji Takada; 高田　雄二
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-08-30
Filing date: 2002-08-30
Publication date: 2004-03-25
Anticipated expiration: 2022-08-30
Also published as: JP4144298B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To elongate a battery life by reducing an inrush current by power supply control in transition from a sleep zone to a carrier detection zone of a PHS (personal handyphone system) meter reading terminal device. <P>SOLUTION: The terminal device is provided with a first battery 11 to supply a power source at the sleep zone; a second battery 12 to supply a power source, via the carrier detection zone, a standby mode B, and a first boosting regulator in a transmitting mode; capacitors 25, 26 to reduce switching noise of the first boosting regulator 15; switches A, D to switch routes for using the first battery and the second battery; switches B, C to apply a prescribed voltage to the capacitors 25, 26 from the first battery 11 when the second battery 12 is not used. The terminal device also detects discharge voltage E of the first battery 11 at every 24 hours by a voltage detection circuit (7, 27, 29, 30) and when the voltage is over the prescribed range, the voltage is stepped down and current is supplied to the capacitors 25, 26 by a voltage step down regulator 20. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばＰＨＳなどの無線を利用した通信により電気、ガス、水道等の使用量の自動検針を行う無線検針端末装置に関し、特に電源となる電池の消耗を抑制して電池を長寿命化できる装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は、例えば、特開２００１−１３４８８１号公報に示された従来の無線検針装置のブロック図、図１２は、従来の無線検針端末装置における電源回路のブロック図である。図１１において、１は無線検針端末装置、２はアンテナ、３は無線送受信部、４はメモリ、５は図示しない計量器の計量のセンサ、６はセンサ５からの計量信号をパルスに変換するバッファ、７はＣＰＵ、８はクロック、１０は無線検針端末装置１の作動電力を供給する電源回路である。
【０００３】
図１２において、１１は小電流を連続取り出しする待機用の第１の電池であり、電池の放電電圧は３．６Ｖである。１２は間欠的に大電流を取り出せる作動用の第２の電池であり、電池の放電電圧は３．０Ｖである。１３、１４はＣＰＵ７にてオン・オフ制御され電源供給先を切り換えるスイッチ、１５は第２の電池１２の出力をＣＰＵ７および無線送受信部３が十分に作動できる電圧（３．６Ｖ）に昇圧する昇圧レギュレータ、１６、１７は電流の逆流防止用のダイオードである。１８は降圧レギュレータでありＣＰＵ７、メモリ４等の作動に最低必要なレベルの電圧に降圧して、電池の消耗を抑制する。
【０００４】
図１３は、従来の無線検針端末装置の検針時における無線シーケンスと消費電流の関係を示す図であり、（ａ）は送信モードＣで電池切り換えをする場合を示す図、（ｂ）はキャリア検出帯で電池切り換えをする場合を示す図であり、図１３中、Ａはスリープモード、Ｂは待機モード、Ｃは送信モードを示す。
スリープモードＡは、外部からの信号を受信するため作動間隔毎（例えば８０秒毎）に短時間（例えば１５ｍ秒）電圧が昇圧されるキャリア検出帯と、消費電流の低減のためＣＰＵ７およびメモリ４等の能動的作動を止めて最低の動作機能のみを維持するスリープ帯とから構成される。キャリア検出帯はスリープ帯より消費電流を多く要する（例えばキャリア検出帯は３０ｍＡに対しスリープ帯は１０μＡを要する）が、キャリア検出帯の時間幅を短くして、全体での消費電力を抑制している。
【０００５】
次に動作について説明する。
スリープモードＡおよび待機モードＢにおいては、第１の電池１１からＣＰＵ７、メモリ４、無線送受信部３等へ作動電力供給するようにスイッチ１３をオンにして、昇圧レギュレータ１５とスイッチ１４をオフにしている。このとき、外部から自己宛の通信電文が確認されると、待機モードＢとなる。待機モードＢでは通信電文の指令に従い、検針データ電文を編成して、送信モードＣ（例えば５００ｍＡを要する）へ移り、検針データ電文を図示していない検針中継装置へ送信する。
通信モードＣにおいては、第２の電池１２からＣＰＵ７、メモリ４、無線送受信部３等へ作動電力供給するようにスイッチ１３をオフにして、昇圧レギュレータ１５とスイッチ１４をオンにしている。
【０００６】
以上のように、待機モードＢから送信モードＣへ移行する場合、スイッチ１４をオフからオンすることにより、動作モードに応じ即ち要求される電流に応じて電池を切り換えることにより電池の寿命を長くできる。
なお、上述した特開２００１−１３４８８１号公報には、スリープモードＡから待機モードＢに移る際に、第１の電池１１から第２の電池１２に切り換える例も開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の無線検針装置は第１の電池１１と第２の電池１２を切り換えることにより、電池の寿命を長くできる。
ところで、昇圧レギュレータ１５の入力側および出力側には、図１２に示すように、昇圧レギュレータ１５から発生するスイッチングノイズによりＣＰＵ７、無線送信部３等を誤動作させないように大容量コンデンサ１５Ａ、１５Ｂを設けることが一般的である。
この場合、スイッチ１４をオンした際に瞬間的に２Ａ程度の突入電流（図１３（ａ）、（ｂ）参照）が大容量コンデンサ１５Ａ、１５Ｂに流れることになり、電池の寿命を短くしていた。この突入電流は、スリープモードＡ、待機モードＢおよび送信モードＣに要する電流よりも大きく、突入電流が発生する頻度が高いほど影響が大きくなる。
【０００８】
特に、スリープモードＡにおいて、要求される電流が微小なスリープ帯から要求される電流が中程度のキャリア検出帯に移行する際に、電池を切り換えることことによって、消費電力を低減させることも考えられる。しかしながら、この場合には、従来の電池切り換えタイミング、即ち待機モードＢから送信モードＣでの切り換えの場合（図１２（ａ）の突入電流を参照）またはスリープモードＡから待機モードＢでの切り換えの場合に比較し、切り換え頻度が格段に多くなり（図１２（ｂ）の突入電流を参照）、突入電流による電力消費の影響が無視できなくなる。
【０００９】
例えば、検針中央装置からＰＨＳ公衆網を経由し、中継用ＰＨＳ検針端末装置からＰＨＳトランシーバを利用してＰＨＳ検針端末装置と通信を行うような他の従来のシステムにおいては、次のように突入電流による電源消費はあまり考慮されていなかった。
待機モードＢから送信モードＣに移る際に電池を切り換える場合、ＰＨＳ検針端末装置は、中継用ＰＨＳ検針端末装置とＰＨＳ検針端末装置間のＰＨＳトランシーバ通信機能による通信の作動時間間隔（例えば８０秒）は比較的長く、送信モードＣによる電源消費に比較し、その発生頻度が低いことから突入電流による電源消費の影響は小さく考慮されていなかった。
また、ＰＨＳ公衆網と接続するために作動時間の間隔が１．２秒と短く、通信回数も多い中継用ＰＨＳ検針端末装置は、ＡＣ電源による電源駆動を行っており、突入電流他による電源消費はほとんど考慮していなかった。
【００１０】
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、レギュレータのスイッチングノイズを防止するコンデンサへの突入電流を低減させ、電池寿命を長くするＰＨＳ検針端末装置を提供することを目的とする。また、電池寿命を長くすることにより、中継用のＰＨＳ検針端末装置も電池による電源駆動とできるＰＨＳ検針端末装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るＰＨＳ検針端末装置は、所定の間隔でキャリアを検出するキャリア検出帯およびこのキャリア検出帯よりも消費電力が小さいスリープ帯からなるスリープモードと、上記スリープモードより消費電力が大きく、キャリアを検出したとき自己宛の通信であるかを検出する待機モードと、上記キャリア検出帯および上記待機モードよりも消費電力が大きく、自己宛の通信であるとき送信する送信モードとを具備し検針値を電文として通信するＰＨＳ検針端末装置において、上記スリープ帯のとき電源を供給する第１の電池と、電圧を昇圧する第１の昇圧レギュレータと、上記送信モードのとき上記第１の昇圧レギュレータを介して電源を供給する第２の電池と、上記第１の昇圧レギュレータのスイッチングノイズを低減するコンデンサと、上記第１の電池と上記第２の電池を使用する経路を切り換えるスイッチと、上記第２の電池を使用していないとき、上記第１の電池から上記コンデンサに所定の電圧を印加させるスイッチを備えたものである。
【００１２】
また、上記第２の電池は、上記キャリア検出帯、上記待機モードおよび上記送信モードのとき電源を供給するものである。
また、上記スリープ帯および上記送信モードよりも上記キャリア検出帯および上記待機モードに要求される電流において電圧の昇圧効率が良い第２の昇圧レギュレータと、上記第２の昇圧レギュレータのスイッチングノイズを低減するコンデンサと、上記第２の電池を使用していないとき、上記第１の電池から上記コンデンサに所定の電圧を印加させるスイッチと、上記スリープ帯および上記送信モードのとき、上記第２の昇圧レギュレータを介して電源を供給するスイッチとを備えたものである。
【００１３】
また、上記第１の電池の放電電圧を検出する電圧検出回路を有し、上記電圧検出回路の検出電圧が所定の範囲内のときは、上記第１の電池から上記コンデンサに直接電圧を供給し、他方、上記所定の範囲を超えた場合は、上記第１の電池の電圧を降下して上記コンデンサに供給するように構成したものである。
また、上記電圧検出回路の検出電圧が所定の範囲未満のときは、上記第１の電池の電圧を昇圧して上記コンデンサに電圧を供給するとともに、上記スリープ帯のとき電源を供給するように構成したものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係るＰＨＳ検針端末装置の電源回路図、図２は図１のＰＨＳ検針端末装置の電圧制御についてのフローチャートである。図３は図１の電源回路の電圧と動作モードの関係を示すタイムチャートである。ＰＨＳ検針端末装置の全体ブロック構成は上述の図１１と同様であるのでその説明を省略する。
【００１５】
図１において、７、１１〜１７は上記従来装置の説明と同様でありその説明を省略する。２８はＰＨＳ検針端末装置の電源回路、２２、２３および２４は電流の逆流防止用のダイオードである。ダイオード２２、２３は、微小電流（例えば数μＡ）で順方向電圧が小さなものが望ましく、ドロップ電圧０．１Ｖのものを用いる。ダイオード２４は、大電流（例えば数百ｍＡ）で順方向電圧が小さなものが望ましく、ドロップ電圧０．２Ｖのものを用いる。１９はスイッチＢである。２０は降圧待機用レギュレータであり、昇圧レギュレータ１５の待機中の出力保持電圧Ｖ２を２．７Ｖにするため、昇圧レギュレータ１５の内部ダイオード０．６Ｖを考慮し、出力電圧を３．４Ｖとする。この降圧レギュレータ２０は降圧のための制御電力が小さなものが望ましく、出力固定型の正電圧ボルテージレギュレータＩＣを用いる。２１はスイッチＣであり、降圧レギュレータ２０を介さないで第１の電池１１の放電電圧を昇圧レギュレータ１５の保持電圧として加える。２５、２６はコンデンサであり、昇圧レギュレータ１５のスイッチングノイズを除去するためのものである。
【００１６】
２７は第１の電池１１の放電電圧をＣＰＵ７で計測できるようディジタル変換するＡ／Ｄ変換器、３０はスイッチＴ、２９はＣＰＵ７に制御されるタイマーであり、スイッチＴにより、Ａ／Ｄ変換器２７の作動電源を制御する。ＣＰＵ７、Ａ／Ｄ変換器２７、タイマー２９、スイッチＴにより、第１の電池１１の電圧を検出する電圧検出回路を形成する。
説明上の都合上、スイッチ１３をスイッチＡ、スイッチ１４をスイッチＤ、スイッチ１９をスイッチＢ、スイッチ２１をスイッチＣ、スイッチ３０をスイッチＴとも称す。
スイッチＡ、スイッチＢ、スイッチＣ、スイッチＤおよびスイッチＴは、開閉動作による電力消費を少なくするためＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）のスイッチング素子により形成されたスイッチを用い、ＣＰＵ７によりオン・オフ制御される。
【００１７】
次に動作を説明する。
（１）スリープモードＡにおいて、作動時間１．２秒毎（ＰＨＳ公衆回線のキャリア検出タイミング毎）にスリープ帯からキャリア検出帯の直前即ち作動時間になると（ステップ２０１）、スイッチＤをオンし、スイッチＢおよびスイッチＣのうちオンされていたスイッチをオフした後、昇圧レギュレータ１５の動作を開始させる（ステップ２０２）。このとき、スイッチＢとスイッチＣのいずれが直前までオンされていたかを記憶しておく。第２の電池１２の放電電圧をスイッチＤ、ダイオード２４を介して、昇圧レギュレータ１５により出力電圧Ｖ２を３．６Ｖまで昇圧する（図３参照）。
その後、スイッチＡをオフし、第１の電池１１から電力供給を停止する（ステップ２０３）。この後、キャリア検出帯となり（ステップ２０４）、キャリア検出を行う（ステップ２０５）。
【００１８】
（２）キャリアが検出された場合、待機モードＢに移行する（ステップ２０６）。そして、自己宛のアドレスであれば（ステップ２０７）、送信モードＣへ移行し、図示しない検針中央装置または他のＰＨＳ検針端末装置へ検針電文データを送信する（ステップ２０８）。
（３）第１の電池１１の放電電圧Ｅは時間とともに減少する。実施の形態１ではタイマー２９により２４時間に１回（所定のタイミングであればよい）、放電電圧Ｅを計測する（ステップ２０９、２１０、２１１、２１２）。即ち、前回、ステップ２１２により放電電圧Ｅを計測してから、ステップ２０５においてキャリアが検出されない時間が２４時間経過しているか判断する（ステップ２０９）。２４時間経過していれば、スイッチＴをオンし（ステップ２１０）、Ａ／Ｄ変換器２７の動作を開始する（ステップ２１１）。第１の電池１１の放電電圧Ｅを計測し（ステップ２１２）、その後スイッチＴをオフする（ステップ２１３）。放電電圧Ｅを所定の電圧３．４Ｖと比較する（ステップ２１４）。放電電圧Ｅが所定の電圧３．４Ｖより大きければスイッチＢの経路をセットする（ステップ２１５）。他方、放電電圧が３．４Ｖ以下であればスイッチＣ２１の経路をセットする（ステップ２１６）。
【００１９】
（４）ステップ２０９において、前回、放電電圧を計測してから２４時間経過していなければ、ならびに、ステップ２１５またはステップ２１６によるスイッチＢまたはスイッチＣの経路をセット後、スイッチＢの経路であるべきか否かを判別する（ステップ２１７）。
ステップ２０２の直前にスイッチＢとスイッチＣのいずれがオンされていたかを記憶していた情報、またはステップ２１５〜２１６においてセットされた経路に基づき、スイッチＢまたはスイッチＣのいずれかをオンする。（ステップ２１８、２１９）。
【００２０】
（５）スイッチＡをオンし（ステップ２２０）、昇圧レギュレータ１５の動作を停止し（ステップ２２１）、その後、スイッチＤ１４をオフする（ステップ２２２）。この動作により、第１の電池１１からＣＰＵ７等へ電力が供給され、キャリア検出帯からスリープ帯へ移行する（ステップ２２３）。
このとき、昇圧レギュレータ１５における入力電圧Ｖ１は２．９Ｖ〜３．３Ｖ、出力電圧Ｖ２は２．３Ｖ〜２．７Ｖの範囲の電圧を保持された状態となる。
【００２１】
以上のように、スリープ帯において、昇圧レギュレータ１５の入出力電圧Ｖ１を上記範囲２．９Ｖ〜３．３Ｖに保持することにより、スリープ帯からキャリア検出帯へ移行する際の突入電流を従来の約８３％低減でき、電池を長寿命化できる。なお、スリープ帯では例えば１０μＡを要しており、昇圧レギュレータ１５とコンデンサ２５およびコンデンサ２６において数μＡの漏れ電流が流れるが、この漏れ電流は、例えばコンデンサ１５Ａ、１５Ｂの容量をそれぞれ３０μＦ程度とする従来の構成により定期的（例えば１．２秒ごと）に発生する突入電流（例えば２Ａが０．１ｍ秒間継続するパルス状の電流）に基づく単位時間あたりの消費電流（例えば２（Ａ）×０．１（ｍ秒）／１．２（秒）＝０．１７（ｍＡ））に比べ十分小さく無視できる。
【００２２】
ここで、コンデンサ２５、２６への突入電流の流入量Ｑは、静電容量Ｃと第２の電池１２の投入前後の電圧差を乗じて求めることができる。なお、単純化のためコンデンサ２５、２６の静電容量Ｃは等しいものとし、スリープ帯の昇圧レギュレータＶ１の入力電圧Ｖ１が３．１Ｖ、出力電圧Ｖ２が２．５Ｖとして説明する。
従来の場合には、コンデンサ２５の流入量Ｑ２５（従来）＝（３．０−０）＊Ｃ＝３Ｃ、コンデンサ２６の流入量Ｑ２６（従来）＝（３．６−０）＊Ｃ＝３．６Ｃとなり、合計Ｑ（従来）＝Ｑ２５（従来）＋Ｑ２６（従来）＝６．６Ｃとなる。
他方、実施の形態１の場合には、Ｖ１＝３．１＞３．０であるのでコンデンサ２５の流入量Ｑ２５（実施の形態１）＝０、コンデンサ２５の流入量Ｑ２６（実施の形態１）＝（３．６−２．５）＊Ｃ＝１．１Ｃとなり、合計Ｑ（実施の形態１）＝Ｑ２５（実施の形態１）＋Ｑ２６（実施の形態１）＝１．１Ｃとなる。
したがって、合計Ｑ（実施の形態１）／合計Ｑ（従来）＝１．１Ｃ／６．６Ｃ＝０．１６７となり、実施の形態１は従来に比較し約８３％の突入電流を低減できる。
【００２３】
別の観点から検討すると、例えば、コンデンサ１５Ａ、１５Ｂの容量をそれぞれ３０μＦ程度とする従来の構成において、１．２秒ごとに第１の電池１１と第２の電池１２の切り換えにおいて、約０．１ｍ秒間２Ａの電流が１．２秒間隔（平均すれば即ち単位時間あたり０．１７ｍＡ）で流れることとなる。長時間連続稼動例えば１０年（８７６００時間）するＰＨＳ検針端末装置の場合、従来の構成では約１５０００ｍＡｈ（０．１７（ｍＡ）＊８７６００（時間））が突入電流により消費されることとなる。
他方、実施の形態１の場合には、突入電流を８３％低減できることから、第１の電池１１と第２の電池１２の切り換えにおいて、約０．１ｍ秒間０．３４Ａの電流が１．２秒間隔（平均すると即ち単位時間あたり０．０２８ｍＡ）で流れることとなり、１０年連続稼動する場合、約２５００ｍＡｈ（０．０２８（ｍＡ）＊８７６００（時間））を突入電流により消費することとなる。
したがって、従来に比較し、電池容量が約１２５００ｍＡｈ低減できることとなり、電池１本あたり２２００ｍＡｈの寿命とすると電池６本分を低減することができる。実施の形態１のＰＨＳ検針端末装置の場合、第１の電池１１を２本、第２の電池１２を６本搭載するものであり、従来の構成を採用する場合に比較し、電池を約半数にすることができる。
【００２４】
また、スリープ帯において、昇圧レギュレータ１５の出力電圧Ｖ２を２．３Ｖ〜２．７Ｖと第１の電池１１からダイオード１６を介して出力される電圧３．０Ｖ以上よりも小さくしたので、ダイオード１７を介してＣＰＵ７等へ電流が流れることはなく、電池の消耗を抑制できる。
また、第１の電池１１の放電電圧Ｅが所定の電圧３．４Ｖより大きい場合、降圧レギュレータ２０で電圧降下させ、他方、第１の電池の放電電圧が３．４Ｖ以下に低下した場合は、ダイオード２３を介して直接、電圧を供給するようにスイッチＢ、Ｃを切り換えるので、待機用降圧レギュレータ２０による消費ロスを小さくすることができ、かつコンデンサ２５、２６の保持電圧が低くなりすぎないので、全体として電流消費を抑制して電池を長寿命化できる。
【００２５】
実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２に係るＰＨＳ検針端末装置の電源回路図、図５、図６は図４のＰＨＳ検針端末装置の電圧制御についてのフローチャートである。図７は図４のＰＨＳ検針端末装置の電源回路の電圧と動作モードの関係を示すタイムチャートである。ＰＨＳ検針端末装置全体のブロック構成は、上述した図１１と同様であるのでその説明を省略する。
【００２６】
図４において、７、１１〜１４、１６、１７、１９〜３０は上記実施の形態１の説明と同様であるのでその説明を省略する。１５−２は、昇圧レギュレータＡであり、キャリア検出帯および待機モードＢのとき、第２の電池１２の放電電圧を３．６Ｖに昇圧させ、ＣＰＵ７、無線送受信部３等へ電力を供給する。昇圧レギュレータＡには、キャリア検出帯および待機モードＢに要求される中電流（３０ｍＡ程度）でスイッチング効率が最大となるものを使用する。
３１はスイッチＥ、３３、３４は電流の逆流防止用のダイオード、３２は昇圧レギュレータＢであり、送信モードＣのとき、第２の電池１２の放電電圧を３．６Ｖに昇圧させ、ＣＰＵ７、無線送受信部３等へ電力を供給する。昇圧レギュレータＢには、送信モードＣに要求される大電流（５００ｍＡ程度）でスイッチング効率が最大となるものを使用する。
４０、４１はコンデンサであり、昇圧レギュレータＢのスイッチングノイズを除去するためのものである。
【００２７】
３５はスイッチＦ、３８、３９は電流の逆流防止用のダイオードであり、上記ダイオード２２および２３と同様に順方向のドロップ電圧０．１Ｖのものを用いる。ダイオード３３は、上記ダイオード２４と同様であり、順方向のドロップ電圧０．２Ｖのものを用いる。３６は降圧レギュレータＢであり、上記降圧レギュレータ２０と同様に昇圧レギュレータＢの待機中の出力保持電圧Ｖ４を２．７Ｖにするため、昇圧レギュレータＢの内部ダイオード０．６Ｖを考慮し、出力電圧を３．４Ｖとする。３７はスイッチＧであり、降圧レギュレータＢを介さないで第１の電池１１の放電電圧を昇圧レギュレータＢの保持電圧として加える。スイッチＥ、スイッチＦおよびスイッチＧは、上記スイッチＢ、スイッチＣおよびスイッチＤと同様にＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）を用い、ＣＰＵ７によりオン・オフ制御される。
【００２８】
次に、動作を説明する。
図５、図６におけるステップ２０１〜２２３は上記実施の形態１と同様であるのでその説明を省略する。
（１）ステップ２１４（図６）において第１の電池１１の放電電圧Ｅを計測し、その検出電圧が３．４Ｖを超えていれば、スイッチＦの経路をセットする（ステップ３０１）。他方、検出電圧が３．４Ｖ以下であれば、スイッチＧの経路をセットする（ステップ３０２）。
【００２９】
（２）ステップ２０７（図５）において自己宛のアドレスを受信した場合、スイッチＥをオンし、スイッチＦおよびスイッチＧのうちオンとなっていたスイッチをオフし、昇圧レギュレータＢの動作を開始し、第２の電池１２の放電電圧を昇圧し、出力電圧Ｖ４を３．６Ｖにする（ステップ３０３）。
ステップ２１５〜２１６においてセットされたスイッチＢあるいはスイッチＣのどちらの経路であるかを判別し（ステップ３０４）、スイッチＢの経路であればスイッチＢをオン（ステップ３０５）、スイッチＣの経路であればスイッチＣをオンし（ステップ３０６）、昇圧レギュレータＡの動作を停止させる（ステップ３０７）。
【００３０】
ついで、スイッチＤをオフする（ステップ３０８）ことで、第２の電池１２の放電電圧が昇圧レギュレータＢからＣＰＵ７等へ電力供給され、送信モードＣへ移行する（ステップ２０９）。このとき、昇圧レギュレータＡは第１の電池１１から降圧レギュレータＡまたはスイッチＣを介して出力電圧Ｖ２が上記実施の形態１と同様に保持された状態となる。
【００３１】
（３）ステップ２０８の送信モードＣが終了すると、ステップ３０１〜３０２でセットされた経路を判別し（ステップ３０９）、スイッチＦの経路にセットされていればスイッチＦをオンし（ステップ３１０）、スイッチＧの経路にセットされていればスイッチＧをオンにする（ステップ３１１）。
ついで、スイッチＡをオンし（ステップ３１２）、昇圧レギュレータＢの動作を停止させ（ステップ３１３）、スイッチＥをオフすると（ステップ３１４）、第１の電池１１からＣＰＵ７等へ電力が供給され、スリープ帯へ移行する。このとき、昇圧レギュレータＢは、第１の電池１１から降圧レギュレータＢまたはスイッチＧを介して出力電圧Ｖ４が上記実施の形態１と同様に保持された状態となる。
【００３２】
以上のように、要求される電流の異なるスリープ帯、キャリア検出帯および待機モードＢ、ならびに送信モードＣに応じて、特に実施の形態１に比較し、キャリア検出帯および待機モードＢ、ならびに送信モードＣにおける電力の供給経路を電力消費が小さくなるように、昇圧レギュレータＡ、Ｂを切り換えるので、電池の消費電力をさらに低減させることができる。
【００３３】
実施の形態３．
図８は、この発明の実施の形態３に係るＰＨＳ検針端末装置の電源回路図、図９は図８のＰＨＳ検針端末装置の電圧制御についてのフローチャートである。ＰＨＳ検針端末装置全体のブロック構成は、上述の図１１と同様であるのでその説明を省略する。
【００３４】
図８において、７、１１〜１７、１９〜３０は上記実施の形態１の説明と同様であるのでその説明を省略する。４３は昇圧レギュレータＣであり、第１の電池１１の放電電圧を３．６Ｖに昇圧させる。４５、４７は電流の逆流防止用のダイオード、４２はスイッチＨ、４４はスイッチＩ、４６はスイッチＪであり、ＣＰＵ７によりオン・オフ制御される。
【００３５】
次に、動作を説明する。
ステップ２０１〜２１８は上述の実施の形態１と同様であるのでその説明を省略する。
（１）ステップ４０１において、第１の電池１１の放電電圧Ｅが３Ｖ以上であれば、スイッチＣの経路をセットし（ステップ２１６）、他方、放電電圧Ｅが３Ｖ未満であれば、スイッチＨをオンし、昇圧レギュレータＣの動作を開始する（ステップ４０２）。その後、スイッチＡをオフし（ステップ４０３）、スイッチＨの経路をセットする（ステップ４０４）。
【００３６】
（２）ステップ２１７においてスイッチＢの経路であるかを判別した結果、スイッチＢの経路でなければ、さらにスイッチＨの経路であるかを判別する（ステップ４０５）。
スイッチＨの経路がセットされていればスイッチＪおよびスイッチＩをオンする（ステップ４０６、４０７）。第１の電池１１の放電電圧を昇圧レギュレータＣを介してＣＰＵ７等への電力供給すると同時に、降圧レギュレータＣから降圧し、昇圧レギュレータＡへ電圧を供給する。
【００３７】
他方、スイッチＨの経路にセットされていなければ、スイッチＣおよびスイッチＡをオンする（ステップ２１９、２２０）。その後、昇圧レギュレータＡの動作を停止し（ステップ２２１）、スイッチＤをオフし（ステップ２２２）、スリープ帯へ移行する（ステップ２２３）。
【００３８】
以上のように、第１の電池１１が３Ｖ未満になったとしても第１の電池１１の保有エネルギーが枯渇した状態ではないので、昇圧レギュレータＣにて３．６Ｖに昇圧して残存エネルギーをスリープ帯におけるＣＰＵ７等の電力供給および昇圧レギュレータＡの保持電圧として使用する。放電電圧Ｅが３Ｖ未満においては昇圧レギュレータＣ４３の電圧上昇のため第１の電池１１の放電は急速に進むが、上述の実施の形態１の場合に比べ、第１の電池１１の残存エネルギーを利用するため電池寿命期間を延長することができる。
【００３９】
実施の形態４．
図１０は、この発明の実施の形態４に係るＰＨＳ検針端末装置の計量を示す説明図であり、（ａ）は入力パルス、（ｂ）は計量パルス検出回路の動作を示す図である。図１０において、ｔ１は計量パルスの発生間隔を示し、その最短期間をｔ１ｍｉｎ（例えば５００ｍＳ）、ｔ２は計量パルス１つのパルス幅であり（例えば８０ｍｓ）である。実施の形態４では、計量器から送られた計量パルスの検出において、電池の消耗が少ない方式について説明する。
【００４０】
計量パルス検出回路が入力パルスの立ち上がりを検出すると、ＣＰＵ７は計量パルス検出回路の動作を停止させる。その後、ＣＰＵ７は、計量パルス発生の最短期間ｔ１ｍｉｎ後に計量パルス検出回路を動作させる。なお、計量パルス検出回路のパルス検出タイミング（検出クロック）は、パルス幅ｔ２よりも小さいものとする。以上のようにして、計量パルス検出に係る電池の消費が少なくなる。
【００４１】
【発明の効果】
この発明に係るＰＨＳ検針端末装置は、所定の間隔でキャリアを検出するキャリア検出帯およびこのキャリア検出帯よりも消費電力が小さいスリープ帯からなるスリープモードと、上記スリープモードより消費電力が大きく、キャリアを検出したとき自己宛の通信であるかを検出する待機モードと、上記キャリア検出帯および上記待機モードよりも消費電力が大きく、自己宛の通信であるとき送信する送信モードとを具備し検針値を電文として通信するＰＨＳ検針端末装置において、上記スリープ帯のとき電源を供給する第１の電池と、電圧を昇圧する第１の昇圧レギュレータと、上記送信モードのとき上記第１の昇圧レギュレータを介して電源を供給する第２の電池と、上記第１の昇圧レギュレータのスイッチングノイズを低減するコンデンサと、上記第１の電池と上記第２の電池を使用する経路を切り換えるスイッチと、上記第２の電池を使用していないとき、上記第１の電池から上記コンデンサに所定の電圧を印加させるスイッチとを備えたので、上記コンデンサへの突入電流が低減し、電池寿命を長くできる。
【００４２】
また、上記第２の電池は、上記キャリア検出帯、上記待機モードおよび上記送信モードのとき電源を供給するので、上記コンデンサの突入電流の発生頻度が高いものに好適に適用できる。
【００４３】
また、上記スリープ帯および上記送信モードよりも上記キャリア検出帯および上記待機モードに要求される電流において電圧の昇圧効率が良い第２の昇圧レギュレータと、上記第２の昇圧レギュレータのスイッチングノイズを低減するコンデンサと、上記第２の電池を使用していないとき、上記第１の電池から上記コンデンサに所定の電圧を印加させるスイッチと、上記スリープ帯および上記送信モードのとき、上記第２の昇圧レギュレータを介して電源を供給するスイッチを備えたので、さらに電池寿命を長くできる。
【００４４】
また、上記第１の電池の放電電圧を検出する電圧検出回路を有し、上記電圧検出回路の検出電圧が所定の範囲内のときは、上記第１の電池から上記コンデンサに直接電圧を供給し、他方、上記所定の範囲を超えた場合は、上記第１の電池の電圧を降下して上記コンデンサに供給するように構成したので、さらに電池寿命を長くできる。
【００４５】
また、上記電圧検出回路の検出電圧が所定の範囲未満のときは、上記第１の電池の電圧を昇圧して上記コンデンサに電圧を供給するとともに、上記スリープ帯のとき電源を供給するように構成したので、さらに電池寿命を長くできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係るＰＨＳ検針端末装置の電源回路図である。
【図２】図１のＰＨＳ検針端末装置における電圧制御のフローチャートである。
【図３】図１のＰＨＳ検針端末装置における電源回路の電圧と動作モードの関係を示すタイムチャートある。
【図４】この発明の実施の形態２に係るＰＨＳ検針端末装置の電源回路図である。
【図５】図４のＰＨＳ検針端末装置における電圧制御フローチャートである。
【図６】図４のＰＨＳ検針端末装置における電圧制御フローチャートである。
【図７】図４のＰＨＳ検針端末装置における電源回路の電圧と動作モードの関係を示すタイムチャートある。
【図８】この発明の実施の形態３に係るＰＨＳ検針端末装置の電源回路図である。
【図９】図８のＰＨＳ検針端末装置における電圧制御フローチャートである。
【図１０】この発明の実施の形態４に係るＰＨＳ検針端末装置の計量を示す説明図である。
【図１１】従来の無線検針装置のブロック図である。
【図１２】従来の無線検針装置の電源装置のブロック図である。
【図１３】従来の無線検針装置の動作モードと消費電流の関係を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１　無線検針端末装置（ＰＨＳ検針端末装置）、　　３　無線送受信部、　４　メモリ、　　７　ＣＰＵ、　　１１　第１の電池、　　１２　第２の電池、　　１３　スイッチＡ、　　１４　スイッチＤ、　　１５、　昇圧レギュレータ、　　１５−２　昇圧レギュレータＡ、　　１６、１７　ダイオード、　　１９　スイッチＢ、　　２０　待機用降圧レギュレータ（待機用降圧レギュレータＡ）、　　２１　スイッチＣ、　　２２、２３、２４　ダイオード、　　２５、２６　コンデンサ、　　　２７　Ａ／Ｄ変換器、　　２８　電源回路、　　２９タイマー、　　３０　スイッチＴ、　　３１　スイッチＥ、　　３２　昇圧レギュレータＢ、　３３、３４、３８、３９　ダイオード、　３６　待機用降圧レギュレータＢ、　　３７　スイッチＧ、　　４０、４１　コンデンサ、　　４２スイッチＨ、　　４３　昇圧レギュレータＣ、　　４４　スイッチＩ、　　４５　ダイオード、　　４６　スイッチＪ、　　４７　ダイオード、　　４８　待機用降圧レギュレータＣ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a wireless meter reading terminal device that automatically performs meter reading of usage of electricity, gas, water, and the like by wireless communication such as PHS, and in particular, suppresses consumption of a battery serving as a power source and prolongs a battery life. It relates to a device that can be used.
[0002]
[Prior art]
FIG. 11 is a block diagram of a conventional wireless meter reading device disclosed in, for example, JP-A-2001-134881, and FIG. 12 is a block diagram of a power supply circuit in the conventional wireless meter reading terminal device. In FIG. 11, 1 is a wireless meter reading terminal device, 2 is an antenna, 3 is a wireless transmission / reception unit, 4 is a memory, 5 is a weighing sensor of a weighing instrument (not shown), and 6 is a buffer that converts a weighing signal from the sensor 5 into a pulse. , 7 are a CPU, 8 is a clock, and 10 is a power supply circuit for supplying operating power of the wireless meter reading terminal device 1.
[0003]
In FIG. 12, reference numeral 11 denotes a first standby battery for continuously taking out a small current, and the discharge voltage of the battery is 3.6V. Reference numeral 12 denotes a second operation battery capable of intermittently extracting a large current, and the discharge voltage of the battery is 3.0 V. Reference numerals 13 and 14 denote switches for switching the power supply destination which are turned on and off by the CPU 7, and reference numeral 15 denotes a booster which boosts the output of the second battery 12 to a voltage (3.6 V) at which the CPU 7 and the wireless transceiver 3 can operate sufficiently. The regulators 16 and 17 are diodes for preventing current from flowing backward. Reference numeral 18 denotes a step-down regulator that steps down the voltage to a level required at least to operate the CPU 7, the memory 4, and the like, thereby suppressing battery consumption.
[0004]
FIGS. 13A and 13B are diagrams showing a relationship between a wireless sequence and current consumption in a conventional wireless meter reading terminal device at the time of meter reading, where FIG. 13A shows a case where battery switching is performed in transmission mode C, and FIG. 13B shows carrier detection. FIG. 14 is a diagram showing a case in which a battery is switched in a band. In FIG. 13, A indicates a sleep mode, B indicates a standby mode, and C indicates a transmission mode.
The sleep mode A includes a carrier detection band in which a voltage is boosted for a short time (for example, 15 ms) at each operation interval (for example, every 80 seconds) to receive a signal from the outside, and a CPU 7 and a memory 4 for reducing current consumption. , Etc., to stop the active operation and maintain only the minimum operation function. The carrier detection band requires more current consumption than the sleep band (for example, the sleep band requires 10 μA while the carrier detection band is 30 mA), but the time width of the carrier detection band is shortened to suppress the overall power consumption. I have.
[0005]
Next, the operation will be described.
In the sleep mode A and the standby mode B, the switch 13 is turned on and the boost regulator 15 and the switch 14 are turned off so as to supply operating power from the first battery 11 to the CPU 7, the memory 4, the wireless transmission / reception unit 3, and the like. I have. At this time, when a communication message addressed to itself is confirmed from the outside, the standby mode B is set. In the standby mode B, the meter reading data message is formed in accordance with the instruction of the communication message, the process proceeds to the transmission mode C (for example, 500 mA is required), and the meter reading data message is transmitted to the meter reading relay device (not shown).
In the communication mode C, the switch 13 is turned off and the boost regulator 15 and the switch 14 are turned on so as to supply operating power from the second battery 12 to the CPU 7, the memory 4, the wireless transmission / reception unit 3, and the like.
[0006]
As described above, when shifting from the standby mode B to the transmission mode C, the battery life can be extended by turning on the switch 14 to switch the battery according to the operation mode, that is, according to the required current. .
Note that Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-134881 also discloses an example in which the first battery 11 is switched to the second battery 12 when the mode shifts from the sleep mode A to the standby mode B.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the conventional wireless metering device can extend the life of the battery by switching between the first battery 11 and the second battery 12.
By the way, as shown in FIG. 12, large-capacity capacitors 15A and 15B are provided on the input side and the output side of the step-up regulator 15 so that the switching noise generated from the step-up regulator 15 does not cause the CPU 7, the wireless transmission unit 3 and the like to malfunction. That is common.
In this case, when the switch 14 is turned on, an inrush current of about 2 A (see FIGS. 13A and 13B) instantaneously flows through the large-capacity capacitors 15A and 15B, thereby shortening the life of the battery. Was. This rush current is larger than the current required for the sleep mode A, the standby mode B, and the transmission mode C, and the influence increases as the frequency of occurrence of the rush current increases.
[0008]
In particular, in sleep mode A, when the required current shifts from the sleep band where the required current is minute to the carrier detection band where the required current is medium, the power consumption may be reduced by switching the batteries. . However, in this case, the conventional battery switching timing, that is, switching from the standby mode B to the transmission mode C (see the inrush current in FIG. 12A) or switching from the sleep mode A to the standby mode B In comparison with the case, the switching frequency is significantly increased (see the inrush current in FIG. 12B), and the effect of the power consumption due to the inrush current cannot be ignored.
[0009]
For example, in another conventional system in which a PHS meter reading terminal device communicates with a PHS meter reading terminal device using a PHS transceiver from a relay PHS meter reading terminal device via a PHS public network from a meter reading central device, the inrush current is as follows. Power consumption was not considered much.
When the battery is switched at the time of transition from the standby mode B to the transmission mode C, the PHS meter reading terminal device operates the communication time between the relay PHS meter reading terminal device and the PHS meter reading terminal device by the PHS transceiver communication function (for example, 80 seconds). Is relatively long, and its frequency of occurrence is lower than that of the power consumption in the transmission mode C, so that the influence of the power consumption due to the rush current is not considered small.
In addition, the relay PHS meter reading terminal device has a short operation time interval of 1.2 seconds to connect to the PHS public network and has a large number of communication times, and is powered by an AC power supply, and consumes power due to inrush current and other factors. Had little to consider.
[0010]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide a PHS meter reading terminal device that reduces a rush current to a capacitor for preventing switching noise of a regulator and prolongs a battery life. Aim. Further, it is another object of the present invention to provide a PHS meter reading terminal device capable of powering a relay PHS meter reading terminal device by using a battery by extending the battery life.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
A PHS meter reading terminal device according to the present invention includes a sleep mode including a carrier detection band for detecting carriers at predetermined intervals and a sleep band having lower power consumption than the carrier detection band; A standby mode for detecting whether the communication is directed to itself when the communication is detected, and a transmission mode for transmitting power when the communication is directed to itself, which consumes more power than the carrier detection band and the standby mode. In a PHS meter reading terminal device that communicates as a telegram, a first battery that supplies power during the sleep zone, a first boost regulator that boosts the voltage, and a first boost regulator during the transmission mode are connected via the first boost regulator. And a capacitor for reducing switching noise of the first booster regulator. A switch for switching a path using the first battery and the second battery; and applying a predetermined voltage from the first battery to the capacitor when the second battery is not used. It has a switch.
[0012]
The second battery supplies power in the carrier detection band, the standby mode, and the transmission mode.
Further, a second booster regulator having a higher voltage boosting efficiency in a current required for the carrier detection band and the standby mode than the sleep band and the transmission mode, and reducing switching noise of the second booster regulator. A capacitor, a switch for applying a predetermined voltage from the first battery to the capacitor when the second battery is not used, and a second boost regulator for the sleep zone and the transmission mode. And a switch for supplying power through the switch.
[0013]
A voltage detection circuit that detects a discharge voltage of the first battery; and when the detection voltage of the voltage detection circuit is within a predetermined range, a voltage is directly supplied from the first battery to the capacitor. On the other hand, when the voltage exceeds the predetermined range, the voltage of the first battery is reduced and supplied to the capacitor.
When the detected voltage of the voltage detection circuit is less than a predetermined range, the voltage of the first battery is boosted to supply the voltage to the capacitor, and power is supplied during the sleep period. It was done.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a power supply circuit diagram of the PHS meter reading terminal device according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a flowchart for voltage control of the PHS meter reading terminal device of FIG. FIG. 3 is a time chart showing the relationship between the voltage and the operation mode of the power supply circuit of FIG. The overall block configuration of the PHS meter reading terminal device is the same as that of FIG.
[0015]
In FIG. 1, reference numerals 7, 11 to 17 are the same as those of the above-described conventional apparatus, and the description thereof will be omitted. 28 is a power supply circuit of the PHS meter reading terminal device, and 22, 23 and 24 are diodes for preventing current from flowing backward. It is desirable that the diodes 22 and 23 have a small forward current (for example, several μA) and a small forward voltage, and have a drop voltage of 0.1 V. It is desirable that the diode 24 has a large current (for example, several hundred mA) and a small forward voltage, and has a drop voltage of 0.2 V. 19 is a switch B. Reference numeral 20 denotes a step-down regulator which sets the output voltage to 3.4 V in consideration of the internal diode 0.6 V of the step-up regulator 15 so that the output holding voltage V2 of the step-up regulator 15 during standby is 2.7 V. The step-down regulator 20 desirably has a small control power for step-down, and uses a fixed-output positive voltage regulator IC. Reference numeral 21 denotes a switch C which applies the discharge voltage of the first battery 11 as a holding voltage of the boost regulator 15 without passing through the step-down regulator 20. Reference numerals 25 and 26 denote capacitors for removing switching noise of the step-up regulator 15.
[0016]
27 is an A / D converter for digitally converting the discharge voltage of the first battery 11 so that it can be measured by the CPU 7, 30 is a switch T, 29 is a timer controlled by the CPU 7, and an A / D converter is operated by the switch T. 27 is controlled. The CPU 7, the A / D converter 27, the timer 29, and the switch T form a voltage detection circuit for detecting the voltage of the first battery 11.
For convenience of explanation, the switch 13 is also called a switch A, the switch 14 is also called a switch D, the switch 19 is called a switch B, the switch 21 is called a switch C, and the switch 30 is called a switch T.
The switches A, B, C, D and T are turned on / off by the CPU 7 using switches formed by switching elements of FETs (field effect transistors) in order to reduce power consumption due to opening and closing operations. You.
[0017]
Next, the operation will be described.
(1) In sleep mode A, every 1.2 seconds of operation time (every carrier detection timing of the PHS public line), from the sleep band to immediately before the carrier detection band, that is, the operation time (step 201), the switch D is turned on. After turning off one of the switches B and C, the operation of the booster regulator 15 is started (step 202). At this time, it is stored which of the switches B and C has been turned on until immediately before. The output voltage V2 of the discharge voltage of the second battery 12 is boosted to 3.6 V by the boost regulator 15 via the switch D and the diode 24 (see FIG. 3).
Then, the switch A is turned off, and the power supply from the first battery 11 is stopped (step 203). Thereafter, a carrier detection band is set (step 204), and carrier detection is performed (step 205).
[0018]
(2) If a carrier is detected, the mode shifts to the standby mode B (step 206). If the address is for itself (step 207), the mode shifts to the transmission mode C, and the meter reading message data is transmitted to a meter reading central device or another PHS meter reading terminal device (not shown) (step 208).
(3) The discharge voltage E of the first battery 11 decreases with time. In the first embodiment, the discharge voltage E is measured by the timer 29 once every 24 hours (at a predetermined timing) (steps 209, 210, 211, 212). That is, it is determined whether 24 hours have elapsed since the discharge voltage E was measured in step 212 last time and no carrier is detected in step 205 (step 209). If 24 hours have elapsed, the switch T is turned on (step 210), and the operation of the A / D converter 27 is started (step 211). The discharge voltage E of the first battery 11 is measured (Step 212), and then the switch T is turned off (Step 213). The discharge voltage E is compared with a predetermined voltage of 3.4 V (step 214). If the discharge voltage E is higher than the predetermined voltage of 3.4 V, the path of the switch B is set (step 215). On the other hand, if the discharge voltage is equal to or lower than 3.4 V, the path of the switch C21 is set (step 216).
[0019]
(4) In step 209, if 24 hours have not elapsed since the last time the discharge voltage was measured, and after setting the path of switch B or switch C in step 215 or step 216, the path should be switch B. It is determined whether or not this is the case (step 217).
Either the switch B or the switch C is turned on based on the information which stored which of the switches B and C was turned on immediately before the step 202, or based on the path set in the steps 215 to 216. (Steps 218, 219).
[0020]
(5) The switch A is turned on (Step 220), the operation of the boost regulator 15 is stopped (Step 221), and then the switch D14 is turned off (Step 222). By this operation, electric power is supplied from the first battery 11 to the CPU 7 and the like, and a transition is made from the carrier detection band to the sleep band (step 223).
At this time, the input voltage V1 and the output voltage V2 of the step-up regulator 15 are held in a range of 2.9 V to 3.3 V and a range of 2.3 V to 2.7 V, respectively.
[0021]
As described above, in the sleep zone, by maintaining the input / output voltage V1 of the boost regulator 15 in the above range of 2.9V to 3.3V, the rush current when shifting from the sleep zone to the carrier detection zone can be reduced to about the conventional level. 83% reduction in battery life. In the sleep band, for example, 10 μA is required, and a leakage current of several μA flows in the boost regulator 15, the capacitor 25, and the capacitor 26. This leakage current is, for example, about 30 μF in the capacitance of each of the capacitors 15A and 15B. Current consumption per unit time (for example, 2 (A) × 0) based on a rush current (for example, a pulse-like current of 2 A continuing for 0.1 msec) generated periodically (for example, every 1.2 seconds) by the conventional configuration. .1 (msec) /1.2 (sec) = 0.17 (mA)) and is negligible.
[0022]
Here, the inflow amount Q of the rush current into the capacitors 25 and 26 can be obtained by multiplying the capacitance C by the voltage difference before and after the second battery 12 is turned on. For the sake of simplicity, it is assumed that the capacitances C of the capacitors 25 and 26 are equal, the input voltage V1 of the booster V1 in the sleep zone is 3.1 V, and the output voltage V2 is 2.5 V.
In the conventional case, the inflow amount Q25 of the condenser 25 (conventional) = (3.0-0) * C = 3C, and the inflow amount Q26 of the condenser 26 (conventional) = (3.6-0) * C = 3. 6C, and the total Q (conventional) = Q25 (conventional) + Q26 (conventional) = 6.6C.
On the other hand, in the case of the first embodiment, since V1 = 3.1> 3.0, the inflow amount Q25 of the capacitor 25 (the first embodiment) = 0, and the inflow amount Q26 of the capacitor 25 (the first embodiment). = (3.6-2.5) * C = 1.1C, and the total Q (Embodiment 1) = Q25 (Embodiment 1) + Q26 (Embodiment 1) = 1.1C.
Therefore, the total Q (Embodiment 1) / the total Q (conventional) = 1.1C / 6.6C = 0.167, and the inrush current of the first embodiment can be reduced by about 83% as compared with the conventional case.
[0023]
From another viewpoint, for example, in the conventional configuration in which the capacitance of each of the capacitors 15A and 15B is about 30 μF, when switching between the first battery 11 and the second battery 12 every 1.2 seconds, about 0.1 μm is required. A current of 2 A flows for 1.2 seconds at an interval of 1.2 seconds (on average, 0.17 mA per unit time). In the case of a PHS meter reading terminal device that operates continuously for a long time, for example, 10 years (87600 hours), about 15000 mAh (0.17 (mA) * 87600 (hours)) is consumed by the inrush current in the conventional configuration.
On the other hand, in the case of the first embodiment, since the inrush current can be reduced by 83%, in switching between the first battery 11 and the second battery 12, the current of 0.34 A for about 0.1 ms is reduced to 1.2 seconds. The current flows at an interval (that is, 0.028 mA per unit time on average), and when continuously operating for 10 years, about 2500 mAh (0.028 (mA) * 87600 (hour)) is consumed by the inrush current.
Therefore, as compared with the conventional case, the battery capacity can be reduced by about 12,500 mAh, and if the life of each battery is 2200 mAh, the battery capacity can be reduced by 6 batteries. In the case of the PHS meter reading terminal device of the first embodiment, two first batteries 11 and six second batteries 12 are mounted, and the number of batteries is about half that in the case of employing the conventional configuration. Can be
[0024]
In the sleep zone, the output voltage V2 of the boost regulator 15 is set to 2.3 V to 2.7 V, which is lower than the voltage of 3.0 V or more output from the first battery 11 via the diode 16, so that the diode 17 is No current flows to the CPU 7 and the like via the CPU 7, and battery consumption can be suppressed.
When the discharge voltage E of the first battery 11 is higher than the predetermined voltage 3.4V, the voltage is dropped by the step-down regulator 20. On the other hand, when the discharge voltage of the first battery 11 drops to 3.4V or less, Since the switches B and C are switched so as to supply the voltage directly via the diode 23, the consumption loss of the standby step-down regulator 20 can be reduced, and the holding voltage of the capacitors 25 and 26 does not become too low. As a whole, the current consumption can be suppressed and the battery life can be extended.
[0025]
Embodiment 2 FIG.
FIG. 4 is a power supply circuit diagram of the PHS meter reading terminal device according to Embodiment 2 of the present invention, and FIGS. 5 and 6 are flowcharts for voltage control of the PHS meter reading terminal device of FIG. FIG. 7 is a time chart showing the relationship between the voltage of the power supply circuit of the PHS meter reading terminal device of FIG. 4 and the operation mode. The block configuration of the entire PHS meter reading terminal device is the same as that of FIG.
[0026]
4, 7, 11, 14, 16, 17, and 19 to 30 are the same as those described in the first embodiment, and a description thereof will be omitted. Reference numeral 15-2 denotes a boosting regulator A, which boosts the discharge voltage of the second battery 12 to 3.6 V in the carrier detection band and the standby mode B, and supplies power to the CPU 7, the wireless transmitting / receiving unit 3, and the like. As the boosting regulator A, one having the maximum switching efficiency at the medium current (about 30 mA) required for the carrier detection band and the standby mode B is used.
31 is a switch E, 33 and 34 are diodes for preventing backflow of current, and 32 is a boost regulator B. In the transmission mode C, the discharge voltage of the second battery 12 is boosted to 3.6 V. Power is supplied to the transmission / reception unit 3 and the like. As the boosting regulator B, a boosting regulator that maximizes switching efficiency at a large current (about 500 mA) required for the transmission mode C is used.
40 and 41 are capacitors for removing switching noise of the boost regulator B.
[0027]
Reference numeral 35 denotes a switch F, and reference numerals 38 and 39 denote diodes for preventing a current from flowing backward. Like the diodes 22 and 23, those having a forward drop voltage of 0.1 V are used. The diode 33 is the same as the diode 24, and has a forward drop voltage of 0.2V. Reference numeral 36 denotes a step-down regulator B. In order to set the standby output holding voltage V4 of the step-up regulator B to 2.7 V in the same manner as the step-down regulator 20, the internal voltage of the step-up regulator B is considered in consideration of the internal diode 0.6V. It is set to 3.4V. Reference numeral 37 denotes a switch G for applying the discharge voltage of the first battery 11 as a holding voltage of the boosting regulator B without passing through the step-down regulator B. The switches E, F, and G use FETs (field-effect transistors) as in the case of the switches B, C, and D, and are turned on and off by the CPU 7.
[0028]
Next, the operation will be described.
Steps 201 to 223 in FIGS. 5 and 6 are the same as those in the first embodiment, and thus description thereof will be omitted.
(1) In step 214 (FIG. 6), the discharge voltage E of the first battery 11 is measured, and if the detected voltage exceeds 3.4 V, the path of the switch F is set (step 301). On the other hand, if the detected voltage is equal to or lower than 3.4 V, the path of the switch G is set (step 302).
[0029]
(2) If an address addressed to itself is received in step 207 (FIG. 5), the switch E is turned on, the switch which has been turned on among the switches F and G is turned off, and the operation of the boost regulator B is started. Then, the discharge voltage of the second battery 12 is increased to make the output voltage V4 3.6 V (step 303).
In steps 215 to 216, it is determined whether the path is the switch B or the switch C set (step 304). If the path is the switch B, the switch B is turned on (step 305). For example, the switch C is turned on (step 306), and the operation of the boost regulator A is stopped (step 307).
[0030]
Next, when the switch D is turned off (step 308), the discharge voltage of the second battery 12 is supplied from the booster regulator B to the CPU 7 and the like, and the mode shifts to the transmission mode C (step 209). At this time, the step-up regulator A is in a state where the output voltage V2 is held from the first battery 11 via the step-down regulator A or the switch C as in the first embodiment.
[0031]
(3) When the transmission mode C in step 208 ends, the path set in steps 301 to 302 is determined (step 309). If the path is set to the path of switch F, switch F is turned on (step 310). If the switch G is set in the path of the switch G, the switch G is turned on (step 311).
Next, the switch A is turned on (step 312), the operation of the boost regulator B is stopped (step 313), and the switch E is turned off (step 314). Move to obi. At this time, the step-up regulator B is in a state where the output voltage V4 is held from the first battery 11 via the step-down regulator B or the switch G in the same manner as in the first embodiment.
[0032]
As described above, according to the sleep band, the carrier detection band and the standby mode B, and the transmission mode C which require different currents, the carrier detection band, the standby mode B, and the transmission mode are particularly compared with the first embodiment. Since the boosting regulators A and B are switched so that the power consumption path of the power supply C is reduced, the power consumption of the battery can be further reduced.
[0033]
Embodiment 3 FIG.
FIG. 8 is a power supply circuit diagram of the PHS meter reading terminal device according to Embodiment 3 of the present invention, and FIG. 9 is a flowchart for voltage control of the PHS meter reading terminal device of FIG. The block configuration of the entire PHS meter reading terminal device is the same as that in FIG.
[0034]
In FIG. 8, reference numerals 7, 11 to 17, and 19 to 30 are the same as those described in the first embodiment, and a description thereof will be omitted. Reference numeral 43 denotes a step-up regulator C, which steps up the discharge voltage of the first battery 11 to 3.6V. 45 and 47 are diodes for preventing current from flowing backward, 42 is a switch H, 44 is a switch I, and 46 is a switch J, which is controlled on / off by the CPU 7.
[0035]
Next, the operation will be described.
Steps 201 to 218 are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
(1) In step 401, if the discharge voltage E of the first battery 11 is 3 V or more, the path of the switch C is set (step 216). On the other hand, if the discharge voltage E is less than 3V, the switch H is turned off. It turns on and starts the operation of the booster regulator C (step 402). Thereafter, the switch A is turned off (step 403), and the path of the switch H is set (step 404).
[0036]
(2) If it is determined in step 217 that the path is the path of the switch B, if it is not the path of the switch B, it is further determined whether the path is the path of the switch H (step 405).
If the path of the switch H has been set, the switches J and I are turned on (steps 406 and 407). The discharge voltage of the first battery 11 is supplied to the CPU 7 and the like via the boost regulator C, and at the same time, the voltage is reduced from the step-down regulator C and supplied to the boost regulator A.
[0037]
On the other hand, if it is not set on the path of the switch H, the switches C and A are turned on (steps 219 and 220). Thereafter, the operation of the boost regulator A is stopped (step 221), the switch D is turned off (step 222), and the operation shifts to the sleep zone (step 223).
[0038]
As described above, even if the first battery 11 becomes less than 3 V, the energy stored in the first battery 11 is not in a depleted state, so the booster C boosts the voltage to 3.6 V and sleeps the remaining energy. It is used as power supply for the CPU 7 and the like in the band and as a holding voltage for the boost regulator A. When the discharge voltage E is less than 3 V, the discharge of the first battery 11 proceeds rapidly due to the increase in the voltage of the step-up regulator C43, but the remaining energy of the first battery 11 is used as compared with the case of the first embodiment. Therefore, the battery life period can be extended.
[0039]
Embodiment 4 FIG.
10A and 10B are explanatory diagrams illustrating weighing of the PHS meter reading terminal device according to Embodiment 4 of the present invention, wherein FIG. 10A illustrates an input pulse, and FIG. 10B illustrates an operation of a weighing pulse detection circuit. In FIG. 10, t1 indicates the interval of generation of the measuring pulse, and the shortest period is t1min (for example, 500 ms), and t2 is the pulse width of one measuring pulse (for example, 80 ms). In the fourth embodiment, a description will be given of a method in which the consumption of the battery is small in detecting the weighing pulse sent from the weighing device.
[0040]
When the measuring pulse detecting circuit detects the rising of the input pulse, the CPU 7 stops the operation of the measuring pulse detecting circuit. Thereafter, the CPU 7 operates the measurement pulse detection circuit after the shortest period t1 min of the generation of the measurement pulse. It is assumed that the pulse detection timing (detection clock) of the measuring pulse detection circuit is smaller than the pulse width t2. As described above, the battery consumption related to the measurement pulse detection is reduced.
[0041]
【The invention's effect】
A PHS meter reading terminal device according to the present invention includes a sleep mode including a carrier detection band for detecting carriers at predetermined intervals and a sleep band having lower power consumption than the carrier detection band; A standby mode for detecting whether the communication is directed to itself when the communication is detected, and a transmission mode for transmitting power when the communication is directed to itself, which consumes more power than the carrier detection band and the standby mode. In a PHS meter reading terminal device that communicates as a telegram, a first battery that supplies power during the sleep zone, a first boost regulator that boosts the voltage, and a first boost regulator during the transmission mode are connected via the first boost regulator. And a capacitor for reducing switching noise of the first booster regulator. A switch for switching a path using the first battery and the second battery; and applying a predetermined voltage from the first battery to the capacitor when the second battery is not used. Since the switch is provided, the rush current to the capacitor is reduced, and the battery life can be extended.
[0042]
Further, the second battery supplies power in the carrier detection band, the standby mode, and the transmission mode, so that the second battery can be suitably applied to a battery in which the inrush current of the capacitor is high.
[0043]
Further, a second booster regulator having a higher voltage boosting efficiency in a current required for the carrier detection band and the standby mode than the sleep band and the transmission mode, and reducing switching noise of the second booster regulator. A capacitor, a switch for applying a predetermined voltage from the first battery to the capacitor when the second battery is not used, and a second boost regulator for the sleep zone and the transmission mode. Since a switch for supplying power via the power supply is provided, the battery life can be further extended.
[0044]
A voltage detection circuit for detecting a discharge voltage of the first battery; and when the detection voltage of the voltage detection circuit is within a predetermined range, a voltage is directly supplied from the first battery to the capacitor. On the other hand, when the voltage exceeds the predetermined range, the voltage of the first battery is reduced and supplied to the capacitor, so that the battery life can be further extended.
[0045]
When the detected voltage of the voltage detection circuit is less than a predetermined range, the voltage of the first battery is boosted to supply the voltage to the capacitor, and power is supplied during the sleep band. As a result, the battery life can be further extended.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a power supply circuit diagram of a PHS meter reading terminal device according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart of voltage control in the PHS meter reading terminal device of FIG. 1;
FIG. 3 is a time chart showing a relationship between a voltage of a power supply circuit and an operation mode in the PHS meter reading terminal device of FIG. 1;
FIG. 4 is a power supply circuit diagram of a PHS meter reading terminal device according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 5 is a voltage control flowchart in the PHS meter reading terminal device of FIG. 4;
FIG. 6 is a voltage control flowchart in the PHS meter reading terminal device of FIG. 4;
FIG. 7 is a time chart showing a relationship between a voltage of a power supply circuit and an operation mode in the PHS meter reading terminal device of FIG. 4;
FIG. 8 is a power supply circuit diagram of a PHS meter reading terminal device according to Embodiment 3 of the present invention.
9 is a voltage control flowchart in the PHS meter reading terminal device of FIG.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing weighing of a PHS meter reading terminal device according to Embodiment 4 of the present invention.
FIG. 11 is a block diagram of a conventional wireless meter reading device.
FIG. 12 is a block diagram of a power supply device of a conventional wireless meter reading device.
FIG. 13 is a time chart showing a relationship between an operation mode of a conventional wireless meter reading device and current consumption.
[Explanation of symbols]
1 wireless meter reading terminal device (PHS meter reading terminal device), 3 wireless transmitting and receiving unit, 4 memory, 7 CPU, 11 first battery, 12 second battery, 13 switch A, 14 switch D, 15, booster regulator, 15- 2 Step-up regulator A, 16, 17 diode, 19 switch B, 20 standby step-down regulator (stand-by step-down regulator A), 21 switch C, 22, 23, 24 diode, 25, 26 capacitor, 27 A / D converter, 28 power supply circuit, 29 timer, 30 switch T, 31 switch E, 32 step-up regulator B, 33, 34, 38, 39 diode, 36 standby step-down regulator B, 37 switch G, 40, 41 capacitor, 42 switch H, 43 Boost regulator C, 44 switch I 45 diode 46 switches J, 47 diodes, 48 waiting for buck C

Claims

A sleep mode including a carrier detection band for detecting carriers at predetermined intervals and a sleep band having lower power consumption than the carrier detection band, and communication destined to itself when power consumption is higher than the sleep mode and a carrier is detected. In a PHS meter reading terminal device that has a standby mode for detecting whether the power consumption is greater than the carrier detection band and the standby mode, and has a transmission mode for transmitting when the communication is directed to itself, and communicates the meter reading as a telegram. ,
A first battery for supplying power during the sleep zone,
A first boost regulator for boosting a voltage;
A second battery that supplies power via the first boost regulator in the transmission mode;
A capacitor for reducing the switching noise of the first boost regulator;
A switch for switching a path using the first battery and the second battery;
A PHS meter reading terminal device comprising: a switch for applying a predetermined voltage from the first battery to the capacitor when the second battery is not used.

The PHS meter reading terminal device according to claim 1, wherein the second battery supplies power in the carrier detection band, the standby mode, and the transmission mode.

A second booster regulator having a higher voltage boosting efficiency at a current required for the carrier detection band and the standby mode than the sleep band and the transmission mode;
A capacitor for reducing switching noise of the second booster regulator, and a switch for applying a predetermined voltage from the first battery to the capacitor when the second battery is not used;
The PHS meter reading terminal device according to claim 2, further comprising: a switch for supplying power via the second booster regulator in the sleep zone and the transmission mode.

A voltage detection circuit for detecting a discharge voltage of the first battery; when the detection voltage of the voltage detection circuit is within a predetermined range, a voltage is directly supplied from the first battery to the capacitor; 2. The PHS meter reading terminal device according to claim 1, wherein the voltage of the first battery is reduced and supplied to the capacitor when the voltage exceeds the predetermined range.

When the detection voltage of the voltage detection circuit is less than a predetermined range, the voltage of the first battery is boosted to supply the voltage to the capacitor, and power is supplied during the sleep zone. The PHS meter reading terminal device according to claim 4, characterized in that: