JP2004126922A - 低電圧動作モードを備える演算部の電源及び上記演算部への給電制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】低電圧動作モードを備える演算部の電源であって、上記演算部に給電を行う給電部と、上記給電部が演算部に供給する電圧が電圧検出値以下になった場合に上記演算部にリセット信号を出力する電圧検出部と、上記演算部の定電圧動作モードの設定に伴い上記給電部の出力電圧を低減させる制御部であって、上記電圧検出部の電圧検出値を上記低減した電圧より低い値に下げた後に、上記給電部の出力電圧を低減し、上記低電圧動作モードの解除に伴い上記給電部の出力電圧を回復した後に、上記電圧検出部の電圧検出値を回復させる制御部を備える。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、低電圧動作モードを備える演算部の電源に関する。
【0002】
【従来の技術】
ノート型のパーソナルコンピュータや携帯電話などの携帯型情報端末では、未使用時のバッテリの消費電力を低減するため、低電圧動作モードを備えるものが知られている。
【0003】
図6は、携帯電話機300の内部構成を簡単に示す図である。3.6Vのバッテリ電源VBATは、レギュレータ5により2.0Vの定電圧Vccに変換された後に、CPU2に供給される。CPU2には、操作キー3及び受信部4が接続されている。操作キー3が一定時間以上、操作されない場合、CPU2は、消費電力の低減のため、自己の内部回路を低電圧動作状態に切り換えると共に、レギュレータ5に電圧切換信号を出力してレギュレータから出力する電力量を低減させて低電圧動作モードに入る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
携帯電話機は、通常、バッテリ電源VBATで駆動される。バッテリ電源VBATの出力が2.0V以下になると、レギュレータ5の出力も2.0V以下になる。携帯電話機には、CPU2の誤動作を防止するため、レギュレータ5の出力が電圧検出値(例えば、1.9V)以下になった場合、CPU2にリセット信号を継続的に出力して機能停止させる電圧検出部が設けてある。ところが、上記電圧検出部を備える携帯電話機において、CPU2が上述した手順で低電圧動作モードに入ると、上記電圧検出部が誤作動してCPU2にリセット信号を出力して機能停止させてしまう。
【0005】
本発明は、低電圧動作モードを備える演算部の電源であって、上記電圧検出部を備えるにも拘わらず、外部からの電圧切換信号の入力に応じて上記演算装置を誤作動させずにバッテリ電源の供給電力を増減できる電源、及び、上記演算部への給電方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1の定電圧動作モードを備える演算部の電源は、低電圧動作モードを備える演算部の電源であって、上記演算部に給電を行う給電部と、上記給電部が上記演算部に供給する電圧が電圧検出値以下になった場合に上記演算部にリセット信号を出力する電圧検出部と、上記演算部の定電圧動作モードの設定に伴い上記給電部の出力電圧を低減させる制御部であって、上記電圧検出部の上記電圧検出値を上記低減した電圧より低い値に下げた後に、上記給電部の出力電圧を低減し、上記低電圧動作モードの解除に伴い上記給電部の出力電圧を回復した後に、上記電圧検出部の電圧検出値を回復させる制御部を備えることを特徴とする。
【0007】
本発明の第2の電源は、上記第1の電源であって、上記給電部は、第1切換信号の値を第1の状態から第2の状態に変更することにより上記演算部へ供給する電圧を第1電圧から当該第1電圧よりも低い第2電圧に切り換える手段を有し、上記電圧検出部は、第2切換信号の値を第3の状態から第4の状態に変更することにより上記電圧検出値を上記第1電圧よりも低い第1電圧検出値から上記第2電圧よりも低い第2電圧検出値に切り換える手段を有し、上記制御部は、上記演算部の低電圧動作モードの設定に伴い第1切換信号の値を第1の状態から第2の状態に変更した後に、第2切換信号の値を第3の状態から第4の状態に変更し、上記低電圧動作モードの解除に伴い第1切換信号の値を第1の状態に戻した後、第2切換信号の値を第3の状態に戻すことを特徴とする。
【0008】
本発明の第3の電源は、上記第2の電源であって、上記給電部は、バッテリ電源の出力を、制御電圧に応じて通過させるトランジスタと、上記トランジスタの出力電圧の所定の割合の値と電圧検出値との差より定まる電圧を制御電圧として上記トランジスタに出力する演算増幅器と、上記制御部からの第2の状態にある第1切換信号の入力に応じて、上記演算増幅器に入力するトランジスタの出力電圧の所定の割合及び電圧検出値の少なくとも一方を変化させて、トランジスタの出力電圧を減少させる手段とで構成され、上記電圧検出部は、上記給電部の出力電圧の所定の割合の値が基準電圧以下になった場合にリセット信号を出力する比較器と、上記制御部からの第4の状態にある第2切換信号の入力に応じて、上記出力電圧の所定の割合および電圧検出値の少なくとも一方を変化させて、上記比較器がリセット信号を出力する上記給電部の出力電圧の値を下げる手段とで構成され、上記制御部は、上記演算部の低電圧動作モードの設定に伴い上記電圧検出部に第2の状態にある第1切換信号を出力した後に、上記給電部に第4の状態にある第2切換信号を出力し、上記低電圧動作モードの解除に伴い、上記給電部に第3の状態にある第2切換信号を出力した後に、上記電圧検出部に第1の状態にある第1切換信号を出力することを特徴とする低電圧動作モードを備えることを特徴とする。
【0009】
本発明の低電圧動作モードを備える演算部への給電方法は、低電圧動作モードを備える演算部への給電方法であって、上記演算部の低電圧動作モードの設定に伴い、上記演算部に電力を供給する給電部の出力電圧を予定値に下げる前に、上記給電部の出力電圧が電圧検出値以下になった場合にリセット信号を出力する電圧検出部の上記電圧検出値を上記予定値より低い値に下げ、上記演算部の低電圧動作モードの解除に伴い、上記演算部に給電部が供給する電圧を回復した後に、上記電圧検出部の電圧検出値を回復させることを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】
(1)実施の形態1
図1は、携帯電話機300の構成を示す図である。携帯電話機1は、バッテリ電源VBATの出力を制御する電源制御部100、CPU2、操作キー3及び受信部4で構成される。CPU2は、低電圧動作モードを備え、当該低電圧動作モード設定期間中は、Lowレベルの電圧切換信号S1を上記電源制御部100に出力する。CPU2は、通常の電圧による動作モード時には、Highレベルの電圧切換信号S1を出力している。
【0011】
電源制御部100は、レギュレータ10、制御部20及び電圧検出部30で構成される。以下、説明の便宜のため、レギュレータ10、電圧検出部30、制御回路20の順で構成及び動作の説明を行う。
【0012】
レギュレータ10は、通常、初期出力が3.6Vのバッテリ電源VBATから2.0Vの定電圧Vcc1を出力するが、制御部20からのLowレベルのREG切換信号S2の入力に応じて定電圧Vcc1より低い定電圧Vcc2を出力する。レギュレータ10は、バッテリ電源VBATと共にCPU2への給電を行う給電部として機能する。
【0013】
電圧検出部30は、レギュレータ10の出力するVcc(Vcc1又はVcc2)の値が所定の電圧検出値(第1又は第2電圧検出値)以下になった場合にCPU2にリセット信号S4を出力する。
【0014】
制御部20は、CPU2が低電圧動作モードの設定期間中に出力するLowレベルの電圧切換信号S1の入力に応じて上記電圧検出部30の電圧検出値を第1電圧検出値から第2電圧検出値(但し、第1電圧検出値>Vcc2>第2電圧検出値である。)に下げた後に、上記レギュレータ10の出力する電位をVcc2(但し、Vcc1>Vcc2である。)に下げ、更には、上記Lowレベルの電圧切換信号S1の入力停止に伴い、上記レギュレータ10の出力する電位をVcc1に回復した後に、上記電圧検出部30の電圧検出値を第1電圧検出値に回復させる。
【0015】
図2は、電源制御部100を構成するレギュレータ10、制御部20、及び、電圧検出部30の詳細な構成を示す図である。以下、説明の便宜のため、レギュレータ10、電圧検出部30、制御回路20の順で構成及び動作の説明を行う。
【0016】
レギュレータ10は、上述するように、通常は、初期出力値が3.6Vのバッテリ電源VBATから2.0Vの定電圧Vcc1を出力する。レギュレータ10は、バッテリ電源VBATを、制御信号としてゲートに印加される電圧に応じて出力するPチャンネル型MOSFET12、当該FET12のゲートに印加する電圧を出力する比較器11で構成される。比較器11の正の信号入力端子には、図示しない別のレギュレータにより生成された基準電圧Vrefが入力されると共に、負の信号入力端子には、上記FET12の出力が抵抗r1,r2及びr3により抵抗分割された信号が印加されている。スイッチSW1は、通常、HighレベルのREG切換信号S2(第1切換信号)の入力に応じてオフにされている。
【0017】
電圧検出部30は、比較器31により構成されており、比較器31の正の信号入力端子には、上記レギュレータ10の出力Vcc1(2.0V)を抵抗r4,r5,r6で成る抵抗分割回路で分割した値が印加されている。また、負の信号入力端子には、図示しない別のレギュレータにより生成された基準電圧Vrefが入力されている。スイッチWS2は、通常、HighレベルのVDET切換信号S3(第2切換信号)の入力に応じてオフにされている。
【0018】
制御部20は、電圧切換信号S1の入力されるインバータ21から2つに分岐するREG切換信号S2の生成回路C1及びVDET切換信号S3の生成回路C2で構成される。CPU2の出力する電圧切換信号S1は、インバータ21を介して上記REG切換信号S2の生成回路C1及びVDET切換信号S3の生成回路C2に入力される。REG切換信号S2の生成回路C1は、3つの直列に接続されたインバータ22,23及び24と、インバータ23と2インバータ4との間に設けた他端を接地したコンデンサ24で構成される。VDET切換信号S3の生成回路C2は、定電流源27により駆動されるCMOSインバータ26、コンデンサ28、及び、バッファ回路29で構成される。
【0019】
図3は、CPU2が上記構成の制御部20に出力する電圧切換信号S1、REG切換信号S2の生成回路C1の点Aにおける電位VA、REG切換信号S2、VDET切換信号S3の生成回路C2の点Bにおける電位VB、VDET切換信号S3、及び、電圧検出部30の出力するリセット信号S4の波形の状態を示すタイムチャートである。
以下、図2及び図3を参照しつつ制御部20の説明を続ける。
【0020】
REG切換信号S2の生成回路C1のコンデンサ24は、VDET切換信号S3の生成回路C2のコンデンサ28よりも大容量のものを採用し、電圧切換信号S1の立下りに対して、点Aの電位VAが、点Bの電位VBよりも緩やかに減少するように設定する。当該構成を採用することにより、電圧切換信号S1の立ち下りに対して、まず、VDET切換信号S3が立ち下り、時間t1の後、REG切換信号S2が立ち下がる(図3のタイムチャートを参照)。
【0021】
また、電圧切換信号S1の立ち上がりに対して、点Aの電位は、立ち下がりと同じ時間で立ち上がるが、点Bにおいては、CMOSインバータ26において採用している定電流源27の作用により緩やかに立ち上がる。当該構成を採用することにより、電圧切換信号S1の立ち上がりに対して、まず、REG切換信号S2が立ち上がり、時間t2の後、VDET切換信号S3が立ち上がる(図3のタイムチャートを参照)。
【0022】
上記構成を採用することにより、電圧検出部30の電圧検出値が第1電圧検出値(=Vref×(r4+r5)/r5)から第2電圧検出値(=Vref×(r4+r5+r6)/(r5+r6))に下がる前に、レギュレータ10の出力する定電圧がVcc1からVref1よりも低いVcc2に下がり、又は、レギュレータ10の出力する定電圧がVcc2からVcc1に回復する前に、電圧検出部30の電圧検出値が第2電圧検出値から第1電圧検出値に回復し、誤ってオンのリセット信号S4がCPU2に出力されることを防止することができる。
【0023】
(2)実施の形態2
上記実施の形態1の電源制御部100は、抵抗分割回路及び回路素子の充放電特性を利用して構成したが、実施の形態2の電源制御部100では、CPU2の一部機能を利用して上記電源制御部100と同等の動作を行う電源制御部200を提案する。
【0024】
図4は、電源制御部200の構成を示す図である。レギュレータ210は、電源制御部100のレギュレータ10と同様に、制御信号としてゲートに印加される電圧に応じて出力を調節するPチャンネル型MOSFET213と、当該FET213のゲートに印加する電力を出力する比較器212で構成される。比較器212の正の信号入力端子には、図示しないレギュレータにより用意される基準電圧Vrefが印加される。比較器212の負の信号入力端子には、0〜256のディジタル信号の入力に応じてFET213の出力電圧Vcc1=2.0V〜0Vのアナログ信号を出力するD/A変換器211が接続されている。通常の電圧での動作モード時には、CPU2は、D/A変換器211に値127(10進数表示)のREG設定信号(第1切換信号)を出力している。
【0025】
電圧検出部250は、0〜256のディジタル信号の入力に応じてFET213の出力電圧Vcc1=2.0V〜0Vのアナログ信号を出力するD/A変換器251と、上記D/A変換器251の出力するアナログ信号を正の信号入力端子に受け、負の信号入力端子に図示しないレギュレータにより生成された基準値Vrefの入力される比較器252とで構成される。比較器252の出力は、リセット信号S4として出力される。通常の電圧での動作モード時には、CPU2は、D/A変換器251に値130(10進数表示)のVDET設定信号(第2切換信号)を出力している。
【0026】
図5は、CPU2の実行する処理のフローチャートである。まず、タイマーを始動させる(ステップS1)。この後、何のキー入力も着信も無く(ステップS2及びS3でNO)、タイマーが終了した場合には(ステップS4でYES)、VDET切換信号の値を130から50(10進数表示)に変更して電圧検出部250がリセット信号S4を出力するレギュレータ210の出力値(電圧検出値)を下げた後に(ステップS5)、REG設定信号の値を127から48に変更してレギュレータ210の出力値を下げる(ステップS6)。
【0027】
CPU2が、何らかのキー入力又は着信を検知した場合(ステップS2又はS3でYES)、低電圧動作モードにあるCPU2は、まず、REG設定信号の値を48から127に戻してレギュレータ210の出力を回復させて通常の動作モードに復帰した後に(ステップS7)、VDET設定信号の値を50から130(10進数表示)に戻して電圧検出部250がリセット信号S4を出力するレギュレータ210の出力値(電圧検出値)を回復させる(ステップS8)。この回復処理は、実際には、REG設定信号の値及びVDET設定信号の値を変更するだけであるため、CPU2に特に負担になることも無く、低電力動作モード時においても実行することができる。この後、ステップS1に戻り、再びタイマーを始動させる。
【0028】
【発明の効果】
本発明の低電圧動作モードを備える演算部の電源制御部、及び、上記演算部への給電方法は、低電圧動作モードの設定時に、給電部の出力電圧を下げる前に電圧検出部の基準電圧を誤作動しないレベルにまで下げる。また、低電圧動作モードの解除時には、給電部の出力電圧を通常の値に回復した後に電圧検出部の基準電圧を元の値に回復させる。当該構成を採用することにより、低電圧動作モードの設定及び解除時に電圧検出部が誤作動して演算装置をリセットしてしまうことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】低電圧動作モードを備える演算部を用いる携帯電話機の構成を示す図である。
【図2】電源制御部の構成を示す図である。
【図3】電源制御部内の信号のタイムチャートである。
【図4】実施の形態2に係る携帯電話機の一部構成を示す図である。
【図5】実施の形態2に係る携帯電話機の演算部の実行するフローチャートである。
【図6】従来の携帯電話機の構成を示す図である。
【符号の説明】1 携帯電話機、2 CPU、3 操作キー、4 受信部、10 レギュレータ、11 比較器、12 半導体スイッチ、20 制御部、30 電圧検出部、100 電源制御部、C1 REG切換信号生成回路、C2
VDET切換信号生成回路。
Claims (4)
- 低電圧動作モードを備える演算部の電源であって、
上記演算部に給電を行う給電部と、
上記給電部が上記演算部に供給する電圧が所定の電圧検出値以下になった場合に上記演算部にリセット信号を出力する電圧検出部と、
上記演算部の定電圧動作モードの設定に伴い上記給電部の出力電圧を低減させる制御部であって、上記電圧検出部の上記第1電圧検出値を上記低減した電圧より低い値に下げた後に、上記給電部の出力電圧を低減し、上記低電圧動作モードの解除に伴い上記給電部の出力電圧を回復した後に、上記電圧検出部の電圧検出値を回復させる制御部を備えることを特徴とする低電圧動作モードを備える演算部の電源。 - 請求項1に記載の低電圧動作モードを備える演算部の電源であって、
上記給電部は、第1切換信号の値を第1の状態から第2の状態に変更することにより上記演算部へ供給する電圧を第1電圧から当該第1電圧よりも低い第2電圧に切り換える手段を有し、
上記電圧検出部は、第2切換信号の値を第3の状態から第4の状態に変更することにより上記電圧検出値を上記第1電圧よりも低い第1電圧検出値から上記第2電圧よりも低い第2電圧検出値に切り換える手段を有し、
上記制御部は、上記演算部の低電圧動作モードの設定に伴い第1切換信号の値を第1の状態から第2の状態に変更した後に、第2切換信号の値を第3の状態から第4の状態に変更し、上記低電圧動作モードの解除に伴い第1切換信号の値を第1の状態に戻した後、第2切換信号の値を第3の状態に戻す低電圧動作モードを備える演算部の電源。 - 請求項2に記載の低電圧動作モードを備える演算部の電源であって、
上記給電部は、バッテリ電源の出力を、制御電圧に応じて通過させるトランジスタと、上記トランジスタの出力電圧の所定の割合の値と電圧検出値との差より定まる電圧を制御電圧として上記トランジスタに出力する演算増幅器と、上記制御部からの第2の状態にある第1切換信号の入力に応じて、上記演算増幅器に入力するトランジスタの出力電圧の所定の割合及び電圧検出値の少なくとも一方を変化させて、トランジスタの出力電圧を減少させる手段とで構成され、
上記電圧検出部は、上記給電部の出力電圧の所定の割合の値が基準電圧以下になった場合にリセット信号を出力する比較器と、上記制御部からの第4の状態にある第2切換信号の入力に応じて、上記出力電圧の所定の割合および電圧検出値の少なくとも一方を変化させて、上記比較器がリセット信号を出力する上記給電部の出力電圧の値を下げる手段とで構成され、
上記制御部は、上記演算部の低電圧動作モードの設定に伴い上記電圧検出部に第2の状態にある第1切換信号を出力した後に、上記給電部に第4の状態にある第2切換信号を出力し、上記低電圧動作モードの解除に伴い、上記給電部に第3の状態にある第2切換信号を出力した後に、上記電圧検出部に第1の状態にある第1切換信号を出力することを特徴とする低電圧動作モードを備える演算部の電源。 - 低電圧動作モードを備える演算部への給電方法であって、
上記演算部の低電圧動作モードの設定に伴い、上記演算部に電力を供給する給電部の出力電圧を予定値に下げる前に、上記給電部の出力電圧が電圧検出値以下になった場合にリセット信号を出力する電圧検出部の上記電圧検出値を上記予定値より低い値に下げ、上記演算部の低電圧動作モードの解除に伴い、上記演算部に給電部が供給する電圧を回復した後に、上記電圧検出部の電圧検出値を回復させることを特徴とする低電圧動作モードを備える演算部への給電方法。
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