JP2004234540A

JP2004234540A - 電源選択回路および携帯機器

Info

Publication number: JP2004234540A
Application number: JP2003024830A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Saito; 聡斉藤
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2003-01-31
Filing date: 2003-01-31
Publication date: 2004-08-19

Abstract

【課題】２系統以上の直流電源入力の電圧を測定し、その測定結果に基づき、自動的に、電源入力を選択する電源切り替え回路および携帯機器を提供する。
【解決手段】第１の電源入力部９に入力された電源の電圧は、分割抵抗３と４により分圧され、また、第２の電源入力部１０に入力された電源の電圧は、分割抵抗５と６により分圧され、それぞれ分圧された電圧は、マイコン８のＡ／Ｄポート１３と１４に入力される。マイコン８は、Ａ／Ｄポート１３と１４に入力された分圧された電圧により、第１の電源入力部９に入力された電源の電圧、および、第２の電源入力部１０に入力された電源の電圧を測定し、測定結果を基に、制御信号１１により電子スイッチ１を、そして、制御信号１２により電子スイッチ２を制御して、機器の負荷７に供給する直流電源入力を選択する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電源選択回路および携帯機器に関し、より詳細には、２系統以上の直流電源入力の電圧を測定し、その測定結果に基づき、自動的に、電源入力を選択する電源選択回路および携帯機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の一般的な携帯機器は、携帯中に使用できるように、機器内部に収納された電池により、機器に所望の電力を供給する形態になっており、また、電池の容量が少なくなった場合には、機器外部より補助電源用の電池やＡＣアダプタ等により電力を供給することができる。つまり、機器外部から電力が供給されない場合は、機器内部に収納された電池を使用し、機器外部から電力が供給された場合は、機器外部から供給される電力源を優先して使用するように、電力源を切り替えている。
【０００３】
また、電力消費量が多い携帯機器、例えば、モニタ一体型ビデオカメラ等では、ＡＣ電源が取れない室内や屋外にて長時間連続して録画しなければならない場合、具体的には、運動会、演奏会、結婚式、海中などで録画する場合、メインの電池以外に補助電源を接続して、長時間の録画を可能としている。この補助電源は、ＡＣアダプタの入力部を共通に使用しており、アダプタなしで携帯機器と接続できる。メインの電池と補助電源が両方接続される場合は、ＡＣアダプタの入力部が選択され、補助電源から携帯機器に電力が供給されるようになっている。ＡＣアダプタの入力部に接続された補助電源の残容量が少なくなった場合、補助電源の接続を外してＡＣアダプタの入力部を開放することにより、メインの電池から電力が供給される。
【０００４】
また、従来技術の電源装置では、商用交流電源や電池電源等の複数の電源に対応し、通常動作状態では、ＡＣアダプタあるいはメインバッテリ（電池電源）を使用し、バックアップモードでは、サブバッテリ（補助電池）に切り替えることにより電源入力を選択している（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−３４２３２７号公報（第２−６頁、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来技術での電源入力の切り替えは、ハード的にどちらか一方の電源に切り替えて電力源として使用するか、または、ユーザがバックアップモード等のモード選択を行なうことにより、電源を選択する方法しか備えていないので、供給される電源を効率よく活用することができず、使用者にとっては使い勝手の良いものではなかった。
【０００７】
本発明は、２系統以上の直流電源入力の電圧を測定し、その測定結果に基づき、自動的に、電源入力を選択する電源選択回路および携帯機器を提供することを目的とする。
【０００８】
また、２系統以上の直流電源入力の電圧値が所定範囲内にある場合、これらを並列接続することにより、連続して長時間の使用を可能とした電源選択回路および携帯機器を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、２系統以上の直流電源入力を備える電源選択回路において、該電源選択回路は、前記２系統以上の直流電源入力の電圧を測定する電圧測定手段と、前記電圧測定手段の測定結果に基づき前記直流電源入力を選択する電源入力選択手段とを有することを特徴とする。
【００１０】
また、前記２系統以上の直流電源入力は、電池入力と電池以外の直流電源入力とで構成されることを特徴とする。
【００１１】
また、前記２系統以上の直流電源入力は、電池入力で構成されることを特徴とする。
【００１２】
また、前記電源入力選択手段は、前記電圧測定手段が測定した電源入力の電圧値が所定範囲内にある直流電源入力を並列に接続することを特徴とする。
【００１３】
また、前記電源入力選択手段は、前記電圧測定手段が測定した電源入力の電圧値に差がある場合は、電圧値の高い直流電源入力を選択することを特徴とする。
【００１４】
また、携帯機器は、前記電源選択回路を搭載することを特徴とする。
【００１５】
また、前記電源選択回路を搭載する携帯機器であって、前記２系統以上の直流電源入力は、前記携帯機器に内蔵される電池入力と該携帯機器外部からの電池以外の直流電源入力とで構成されることを特徴とする。
【００１６】
また、前記電源選択回路を搭載する携帯機器であって、前記２系統以上の直流電源入力は、前記携帯機器に内蔵される電池入力と該携帯機器外部からの電池入力とで構成されることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明を構成する電源選択回路の一実施例の回路ブロック図であり、携帯機器等に搭載される電源選択回路である。図１において、電子スイッチ１と２は、電気信号の極性により電流のオンオフを制御できるＦＥＴ（ＦｉｅｌｄＥｆｆｅｃｔＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）により構成される電子スイッチであり、それぞれ、第１の電源入力部９、あるいは、第２の電源入力部１０に入力された電源を、機器に所望の電圧を供給するための電源回路等である機器の負荷７に供給したり、停止したりする電子スイッチである。第１の電源入力部９に入力された電源の電圧は、分割抵抗３と４により分圧され、また、第２の電源入力部１０に入力された電源の電圧は、分割抵抗５と６により分圧され、それぞれ分圧された電圧は、ＣＰＵを含むマイクロコンピュータ（以下「マイコン」と略す）８のＡ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇｕｅ／Ｄｉｄｉｔａｌ）ポート１３と１４に入力される。これらのＡ／Ｄポート１３と１４は、マイコン８内でアナログ信号をデジタル信号に変換するためのＡ／Ｄコンバータ入力端子である。マイコン８は、Ａ／Ｄポート１３と１４に入力された分圧された電圧により、第１の電源入力部９に入力された電源の電圧、および、第２の電源入力部１０に入力された電源の電圧を測定し、測定結果を基に、制御信号１１により電子スイッチ１を、そして、制御信号１２により電子スイッチ２を制御する。
【００１８】
図２は、本発明の電源選択回路の一実施例の動作を説明するためのフローチャートである。まず、第１の実施形態として、第１の電源入力部への入力がＡＣアダプタからの直流電源、そして、第２の電源入力部への入力が電池の場合について動作説明を行う。まず、電源の入力数が、２系統以上かどうかチェックし（ステップＳ１）、第１の実施形態は、２系統以上なので、各系統の電圧を測定する（ステップＳ２）。具体的には、第１の電源入力部９から入力されるＡＣアダプタの直流電圧は、分割抵抗３と４により分圧され、また、第２の電源入力部１０から入力される電池の電圧は、分割抵抗５と６により分圧され、それぞれ、マイコン８のＡ／Ｄポートにて入力され、電圧値が測定される。
【００１９】
次に、入力された直流電圧に、ＡＣアダプタからの直流電圧を用いているかどうかチェックし（ステップＳ３）、第１の実施形態は、ＡＣアダプタを用いているので、第１の選択を行なう（ステップＳ５）。具体的には、ＡＣアダプタからの直流電圧および電池の電圧は、それぞれ、電子スイッチ１および２を経由して機器の負荷７に供給されるが、マイコン８からの制御信号１１および１２により、これらの電子スイッチ１および２を、それぞれ、ＯＮ／ＯＦＦすることができる構成となっている。第１の実施形態の入力電源の構成では、一般的に、ＡＣアダプタからの直流電圧（Ａ）は、電池の電圧（Ｃ）より大きいという関係にあるので、マイコン８で入力電源を選択するための判定電圧値（Ｂ）を、
Ａ＞Ｂ≧Ｃ・・・（１）
式（１）の関係を満たすように設定する。機器に入力される電源の電圧を判定電圧値（Ｂ）と比較することにより、電源入力の自動選択が可能となる。すなわち、マイコン８は、式（１）の関係が満たされると判定した場合、制御信号１１により電子スイッチ１をＯＮ、そして、制御信号１２により電子スイッチ２をＯＦＦとすることにより、ＡＣアダプタからの直流電圧を機器の負荷７に供給する。
【００２０】
次に、第２の実施形態として、第１の電源入力部への入力及び第２の電源入力部への入力とも電池の場合について動作説明を行う。この場合、第１の電源入力部に入力された電池の電圧（Ａ’）及び第２の電源入力部に入力された電池の電圧（Ｃ）は、電池が消耗していない状態では、ほぼ等しく、一定の許容値（±ｔ）内にある。したがって、判定電圧値（Ｂ）は、
Ａ’≒Ｂ≒Ｃ・・・（２）
許容値内で式（２）を満たす値となるように設定する。機器に入力される電源の電圧をこの判定電圧値（Ｂ）と比較することにより、電源入力の自動選択が可能となる。
【００２１】
まず、電源の入力数が、２系統以上かどうかチェックするが（ステップＳ１）、第２の実施形態は、２系統以上なので、各系統の電圧を測定する（ステップＳ２）。具体的には、マイコン８が、Ａ／Ｄポートに入力された第１の電源入力部９と第２の電源入力部１０からの分圧された電圧を測定する。次に、入力された直流電圧に、ＡＣアダプタからの直流電圧を用いているかどうかを、第１の電源入力部に入力された電池の電圧（Ａ’）と判定電圧値（Ｂ）と比較することによりチェックし（ステップＳ３）、第２の実施形態は、ＡＣアダプタを用いていないので、式（１）の関係（Ａ’＞Ｂ）は成立せず、その他の選択を行なう（ステップＳ４）。その他の選択では、測定された電圧値を、判定電圧値（Ｂ）と比較することにより、電子スイッチ１と２のＯＮ／ＯＦＦを制御する。マイコン８は、第１の電源入力部に入力された電池の電圧（Ａ’）と第２の電源入力部に入力された電池の電圧（Ｃ）が、式（２）の関係の場合、制御信号１１により電子スイッチ１をＯＮ、そして、制御信号１２により電子スイッチ２をＯＮとし、両方の電池からの電力を機器の負荷７に供給する。
【００２２】
また、第１の電源入力部に入力された電池の電圧（Ａ’）と第２の電源入力部に入力された電池の電圧（Ｃ）の関係が、
Ａ’＜Ｂ≒Ｃ・・・（３）
式（３）となる場合、マイコン８は、制御信号１１により電子スイッチ１をＯＦＦ、そして、制御信号１２により電子スイッチ２をＯＮとする。また、第１の電源入力部に入力された電池の電圧（Ａ’）と第２の電源入力部に入力された電池の電圧（Ｃ）の関係が、
Ａ’≒Ｂ＞Ｃ・・・（４）
式（４）となる場合、マイコン８は、制御信号１１により電子スイッチ１をＯＮ、そして、制御信号１２により電子スイッチ２をＯＦＦとする。これらの場合は、電圧の高い方の電池からの電力のみが機器の負荷７に供給される。
【００２３】
また、式（３）、または、式（４）の状態から、携帯機器を使用し、使用している電池の電圧が下がり、第１の電源入力部に入力された電池の電圧（Ａ’）と第２の電源入力部に入力された電池の電圧（Ｃ）の関係が、
Ｂ＞Ａ’≒Ｃ・・・（５）
式（５）となった場合は、マイコン８は、制御信号１１により電子スイッチ１をＯＮ、そして、制御信号１２により電子スイッチ２をＯＮとし、両方の電池からの電力を機器の負荷７に供給する。
【００２４】
式（２）または式（５）の条件が成立する場合、第１の電源入力部に入力された電池の電圧（Ａ’）と第２の電源入力部に入力された電池の電圧（Ｃ）の電位差が大きいと、電池が爆発する等の危険があり、所定範囲内の電位差の場合にのみ、両方の電子スイッチ１１、１２をＯＮとする。
【００２５】
さらに、また、入力電源が１系統の場合、電源入力が２系統以上かどうかの判断で（ステップＳ１）、ステップＳ６に進み、入力された１系統の電源を機器の負荷７に供給する（ステップＳ６）。
【００２６】
尚、上述した実施例では、２系統の直流電源入力の場合について説明したが、３系統以上の直流電源入力の場合についても、分割抵抗や電子スイッチ等を増やすことにより、同様に実現できる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、携帯機器への複数の電源入力に対して、一元管理ができるので電源の種類に対応した選択ができる。
【００２８】
また、入力電源の種類が同じ（電池）であった場合で、電源の電圧が同等であれば、入力源の並列接続を自動的に選択するので、入力源を切り替えるときに発生する電力供給の中断がなくなり、携帯機器の使用時間を連続して長く持続することが可能となる。
【００２９】
また、電池の残容量に依存して電圧が異なり、電圧の高い入力電源（電池）が選択された場合でも、携帯機器が動作している間に使用している電池の電圧が少しずつ減少し、選択されていない他の入力電源（電池）の電圧値に近づき、ほぼ同じ電圧値となれば、自動的に他の入力電源が並列接続されるので、機器の使用時間を長く持続させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を構成する電源選択回路の一実施例の回路ブロック図である。
【図２】本発明の電源選択回路の一実施例の動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１、２…電子スイッチ、３〜６…分割抵抗、７…機器の負荷、８…マイコン、９…第１の電源入力部、１０…第２の電源入力部、１１，１２…制御信号、１３，１４…Ａ／Ｄポート。

Claims

２系統以上の直流電源入力を備える電源選択回路において、該電源選択回路は、前記２系統以上の直流電源入力の電圧を測定する電圧測定手段と、前記電圧測定手段の測定結果に基づき前記直流電源入力を選択する電源入力選択手段とを有することを特徴とする電源選択回路。
前記２系統以上の直流電源入力は、電池入力と電池以外の直流電源入力とで構成されることを特徴とする請求項１に記載の電源選択回路。
前記２系統以上の直流電源入力は、電池入力で構成されることを特徴とする請求項１に記載の電源選択回路。
前記電源入力選択手段は、前記電圧測定手段が測定した電源入力の電圧値が所定範囲内にある直流電源入力を並列に接続することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電源選択回路。
前記電源入力選択手段は、前記電圧測定手段が測定した電源入力の電圧値に差がある場合は、電圧値の高い直流電源入力を選択することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の電源選択回路。
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の前記電源選択回路を搭載することを特徴とする携帯機器。
請求項２に記載の前記電源選択回路を搭載する携帯機器であって、前記２系統以上の直流電源入力は、前記携帯機器に内蔵される電池入力と該携帯機器外部からの電池以外の直流電源入力とで構成されることを特徴とする携帯機器。
請求項３に記載の前記電源選択回路を搭載する携帯機器であって、前記２系統以上の直流電源入力は、前記携帯機器に内蔵される電池入力と該携帯機器外部からの電池入力とで構成されることを特徴とする携帯機器。