JP2004258852A

JP2004258852A - 電源制御装置

Info

Publication number: JP2004258852A
Application number: JP2003047303A
Authority: JP
Inventors: Toshio Iwai; 敏夫岩井
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-02-25
Filing date: 2003-02-25
Publication date: 2004-09-16

Abstract

【課題】各種電気機器に使用されるメインマイコンの電源を、省電力のために、より少ない部品で、そのメインマイコン自身が切り替える方式のポータブルタイプ電子機器の実現を目的とする。
【解決手段】スイッチを切り替えるメインマイコンからの制御信号を、抵抗を使ってあらかじめＧＮＤに接続することにより、制御信号がＬＯＷ側で、シリーズレギュレータの出力がメインマイコンの電源へ供給されるようにし、メインバッテリ装着時のメインマイコン用電源を供給する。メインマイコンの電源立ち上げ後は、その同じ制御信号をＨＩにして、そのメインマイコン自身の電源を、スイッチングレギュレータ側からの供給に切り換えるよう構成することにより、より電力ロスの少ないポータブルタイプ電子機器のメインマイコン用電源供給回路が得られる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、メインバッテリ駆動によるポータブルタイプの電子機器に利用して有効な電源制御装置のメインマイコン用電源に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ポータブルタイプの電子機器はますます小型化され、使用するメインバッテリも小さく、容量の少ないものが使用される傾向である。そのためポータブルタイプの電子機器には、一層の省電力化が求められている。
【０００３】
以下に従来のメインバッテリ駆動による電源制御装置のメインマイコン用電源について説明する。
【０００４】
従来、メインバッテリ駆動によるポータブルタイプ電子機器の電源切替装置は特開平１１―４１８２５号公報に記載されたものが知られている。そのメインバッテリ駆動によるポータブルタイプ電子機器の電源切替装置を図５に示す。
【０００５】
図５は従来のメインバッテリ駆動によるポータブルタイプ電子機器の電源切替装置でメインマイコン用電源の切り替えを行う構成図を示すものである。
【０００６】
図５において、１はメインバッテリである。このポータブルタイプ電子機器のすべての回路の電源は、このメインバッテリ１の電力をそのままの電圧または適当な電圧に変換して使っている。
【０００７】
２はシリーズレギュレータである。このシリーズレギュレータ２により、ポータブルタイプの電子機器本体のメインの電源回路であるスイッチングレギュレータ３がＯＦＦの時も、制御部２５を動作させるための電力を賄う。
【０００８】
３はスイッチングレギュレータである。このスイッチングレギュレータは、電源スイッチ２６がＯＮされて本体電源がＯＮ状態の時、メインバッテリ１からの電力を、規定の電圧に変換してポータブルタイプ電子機器のすべての回路（記録再生回路やサーボ回路など）に供給するための回路である。スイッチングレギュレータ３には複数の出力端子３０が接続されており、電源を供給する回路に良好に電源供給ができるよう、一定の周期でスイッチングしながら出力している。
【０００９】
２４はスイッチで、制御部２５からのスイッチ制御信号１２に基づき、シリーズレギュレータ２かスイッチングレギュレータ３かを選択して切り替える。制御部２５からのレギュレータ制御信号１４は、スイッチングレギュレータ３のＯＮ／ＯＦＦを行う。
【００１０】
６はマイコン用シリーズレギュレータである。マイコン用シリーズレギュレータ６は、スイッチ２４からの電圧が、本体電源のＯＮ／ＯＦＦ状態や、モータの動作などによる負荷変動等によって電圧が変わっても、常に一定の電圧を作り出し、メインマイコン７に安定した電圧を供給する役目をはたす。つまり、マイコン用シリーズレギュレータ６は、供給する電源の電圧変動のためにメインマイコン７が誤動作しないように、メインマイコン７の動作状況に応じて、安定した電源電圧で電力を供給するために必要である。
【００１１】
７はこのポータブルタイプ電子機器のすべての回路の動作を制御するメインマイコンである。
【００１２】
３０はメインマイコン７以外の回路へスイッチングレギュレータ３からの電圧を出力する出力端子で、例えばビデオカメラの場合、サーボ回路や記録再生回路など様々な回路が内蔵されているが、それらの回路に電源を供給するものである。なお、出力端子３０に接続されている他回路は、本装置の動作待機モードの時は動作しない回路である。
【００１３】
以上のように構成された従来のポータブルタイプの電子機器のメインマイコン用電源について、以下その動作について説明する。
【００１４】
まず、シリーズレギュレータ２とスイッチングレギュレータ３の違いや特徴について詳述する。
【００１５】
シリーズレギュレータ２は、構成が単純で、小容量の電源供給には最適である。制御部２５は、動作待機モード時には、本体の電源スイッチ２６の状態を読み込む処理のみを定期的に行っている。この動作待機モード時、制御部２５の消費電力は、通常動作モード時のメインマイコン７の消費電流にくらべると消費電力は少ない。また、メインマイコン７もデータのバックアップやレジスタの保持等で、多少電力を消費しているが、通常動作モード時に比べると、３桁程度少ない電力である。そのため、シリーズレギュレータ２の電源供給のままでもそれほど大きなロスは装置全体として発生しない。
【００１６】
しかしながら、電源スイッチ２６がＯＮになり、装置全体が動き出し、通常動作しているときの通常動作モードでのメインマイコン７の消費電流は大きく、この通常動作モードでの大容量の電流供給にも、シリーズレギュレータ２からの電力を供給するのは、得策ではない。それは、シリーズレギュレータ２が、その仕組みとして、電源電圧の入出力電圧差をジュール熱として放出する構成であるからであり、電圧変換を行う時、大容量の電流供給を行うと、入出力電圧差（ボルト）×供給電流（アンペア）に相当する電力（ワット）のジュール熱でのロスが多く、効率がよくないためである。つまり、メインマイコン７が動作しているときの大容量の電流供給を、メインバッテリ１の高い電圧からメインマイコン用の低い電圧に変換して作り出す時には、シリーズレギュレータ２からの供給では、ロスが多く効率がよくないためである。
【００１７】
一方、本体電源がＯＮの時に、装置全体の電源を供給するスイッチングレギュレータ３の特徴は、その反対である。スイッチングレギュレータ３は変換効率が高く、変換によるロスも少ない。原理的には、スイッチングレギュレータ３は、トランジスタ等のスイッチング素子でスイッチした電力をコイル等に貯め、コンデンサ等で平滑して電圧変換を行う。つまり、シリーズレギュレータ２のように、電圧差をジュール熱に変えて変換するわけではないので、大容量の電力供給を行っても、熱の発生が少なく、変換効率が高く、ロスも少なく、各回路が必要とする多くの種類の電圧を一度に作り出すことができる。図５のスイッチングレギュレータ３から出ている複数の出力端子３０は、他の回路に行く別の系統の電源を表している。たとえば、映像信号処理回路や、モータドライブ回路などの装置本体が、動作モード時に動く回路が必要とする様々な電圧や電流の電源系統を、すべて同期したスイッチング動作で作りだし、それぞれの回路へ供給するわけである。
【００１８】
しかしながら、スイッチングレギュレータ回路は複雑で、通常は、スイッチング制御専用のＩＣを必要とし、スイッチング回路自身が消費する電力も多少発生する。また、回路基板面積も広く必要で、コストも多くかかってしまう。
【００１９】
従来のポータブルタイプ電子機器のメインマイコン用電源は、電源供給回路を本体の動作状況に応じて切り替えて使っている。つまり、装置全体の電源がＯＮかＯＦＦか、言い換えると、たくさんの回路が動き、多くの電力が必要なＯＮのモード（通常動作モード）なのか、または、他の回路はすべてＯＦＦして制御部２５のみが動き、単一の電源が少しだけ必要なＯＦＦのモード（動作待機モード）かによって、電源を切り替えて使っているわけである。そのメインマイコン用電源の切り替えは、スイッチ２４で、スイッチングレギュレータ３からの電力を、制御部２５からのスイッチ制御信号１２のＨＩまたはＬＯＷ信号によって、制御部２５が切り替える。
【００２０】
まず、メインマイコン７用の電源回路として、ロスを減らし、効率をアップさせるためには、本体の電源スイッチがＯＮの時に使用するスイッチングレギュレータ３の出力電圧を、マイコン用シリーズレギュレータ６が動作する最低限の電圧に設定し、マイコン用シリーズレギュレータ６の入出力電圧差を最小にすることが必要である。すなわち、効率の良いスイッチングレギュレータ３からの電圧を、マイコン用シリーズレギュレータ６が動作する最低限の電圧に落として供給すれば、マイコン用シリーズレギュレータ６が、電圧変換するために、その「入出力電圧差（ボルト）×供給電流（アンペア）」に相当する電力（ワット）をジュール熱に変えて放出するロス分が最小となり、装置全体として、もっとも効率的に、マイコン用の電圧を供給することができる。
【００２１】
装置全体の電源、つまり電源スイッチ２６がＯＮのメインマイコン通常動作時は、スイッチ２４を、スイッチングレギュレータ３側（ｂ側）に切り替える。その結果、マイコン用シリーズレギュレータ６が動作する最低限の電圧に設定したスイッチングレギュレータ３の出力電圧を、マイコン用シリーズレギュレータ６の入力電圧として使うことができ、全体としてより電力ロスの少ないポータブルタイプの電子機器のメインマイコン用電源供給回路が得られる。
【００２２】
一方、シリーズレギュレータ２の電圧は多少高めに設定している。これは、ボタン電池等の２次電池の充電電流を賄う目的のこともあるし、また、あまり最低限の電圧に設定すると、メインマイコン７が、動作待機モードから通常動作モードへ移行するときの電力変動を吸収しきれず、電圧が下がりすぎる可能性があるためである。
【００２３】
制御部２５からのレギュレータ制御信号１４は、スイッチングレギュレータ３のＯＮ／ＯＦＦを行う制御信号である。装置本体の電源スイッチ２６がＯＦＦのとき、スイッチングレギュレータ３の動作を止めて、装置全体の電力を極小に抑えるための制御を行う。
【００２４】
一方、スイッチングレギュレータ３側がＯＮしている通常動作モードの時も、シリーズレギュレータ２の回路は、制御部２５の電源を供給するために、動作している。
【００２５】
以上の構成に加えて、スイッチ２４の出力が結線されたところの対ＧＮＤ間にコンデンサ１３を配置している。これは、スイッチ２４が切り替わるとき、一瞬、シリーズレギュレータ２側からも、スイッチングレギュレータ３側からも、電流が供給されない期間が発生し、マイコン用シリーズレギュレータ６の入力がなくなり、そのためマイコン用シリーズレギュレータ６の出力が出ず、メインマイコン７に電力が供給されない期間が発生するという問題を回避するために付けている。つまり、スイッチ２４の出力が結線されたところの対ＧＮＤ間にコンデンサ１３を追加することにより、スイッチ２４が切り替わるとき、両方の電源回路からの電源供給が途切れるわずかな期間には、コンデンサ１３からの電流を供給し、切り替え時に発生する電圧不連続期間の電圧落ち込みを最小限に抑えるわけである。
【００２６】
ここで、図４を使って、本装置の動作を順番に説明する。
【００２７】
まず最初に、メインバッテリ１が本装置に装着される前は、全ての回路はＯＦＦ状態となっており、スイッチ２４はａ側に接続されている。
【００２８】
メインバッテリ１がポータブルタイプ電子機器に装着されると（タイミングＡ）、スイッチ２４がａ側に接続されているためシリーズレギュレータ２が動作し、その電源出力で、制御部２５が動作をスタートする（タイミングＢ）。
【００２９】
制御部２５は、まず最初に、電源スイッチ２６のＯＮ／ＯＦＦを確認する。電源スイッチ２６の確認の結果、ＯＦＦであれば動作待機状態を継続するが、ＯＮであればメインバッテリ１が装着され既に動作をスタートしているシリーズレギュレータ２から、マイコン用シリーズレギュレータ６を介してメインマイコン７用の電源を供給し、メインマイコン７が動作をスタートする。
【００３０】
その後、制御部２５は装置全体の電源を供給するため、レギュレータ制御信号１４を使ってスイッチングレギュレータ３の動作をＯＮさせ（タイミングＣ）、その後にスイッチ２４をスイッチングレギュレータ３側（ｂ側）に切り替える（タイミングＤ）。スイッチングレギュレータ３は、映像信号処理回路やモータドライブ回路（図示せず）などの、装置本体のすべての回路が、動作モード時に必要とする様々な電圧や電流の電源系統を、それぞれの回路へ供給する。
【００３１】
その後、メインマイコン７はあらかじめ組み込まれた、プログラムを実行し、それぞれの回路やＩＣに初期設定を行い、装置全体を動作状態に立ち上げ、録画待機状態にセットアップする。この状態の待機中で録画開始ボタンが押された時には、即座に録画状態へ移行することができる。このときメインマイコン７は通常動作モードで処理を継続しており、メインマイコン７が動作時に必要な通常の電力を継続して消費している。
【００３２】
一方、制御部２５は、通常動作中にも本体の電源スイッチ２６の状態を定期的に読み込み、電源スイッチ２６がＯＦＦされた時（タイミングＨ）には、電源ＯＦＦの処理に移る。すなわち、メインマイコン７に電源スイッチ２６がＯＦＦされたことを伝達する。メインマイコン７は、装置全体の回路を通常動作モードから、待機モードへ設定を変更し、必要な情報をバックアップした後、制御部２５へ電源をＯＦＦする準備が整ったことを伝達する。制御部２５はその情報を受けて、スイッチ２４をシリーズレギュレータ２側（ａ側）に切り替え（タイミングＥ）、その後、スイッチングレギュレータ３の動作をＯＦＦ（タイミングＦ）し、装置全体の電源ＯＦＦ処理は完了する。
【００３３】
その後、制御部２５は本体の電源スイッチ２６の状態を読み込む処理のみを定期的に行う状態を継続する。この状態で、電源スイッチ２６がＯＮされた時には、制御部２５は再び上記一連の電源ＯＮの処理に移る。
【００３４】
一方、メインバッテリ１がポータブルタイプ電子機器に装着された時、シリーズレギュレータ２が動作し、制御部２５が動作をスタートして、電源スイッチ２６のＯＮ／ＯＦＦを確認した時、電源スイッチ２６がＯＦＦで有れば、制御部２５は、そのまま電源スイッチ２６の状態を読み込む処理のみを定期的に行う状態に移行し、その状態を継続する。すなわち、制御部２５は装置本体の電源がＯＮかＯＦＦかに関わらず、メインバッテリ１が装着されている間中、シリーズレギュレータ２の電力を受けて動き続ける。
【００３５】
通常、制御部２５としては、「電源管理マイコン」等の呼び名で、比較的小規模のマイコンを当てるか、ほかの機能として、充電管理マイコン、表示マイコン等の本来別の機能のマイコンに、電源管理も同時に行わせる等の実施形態をとることが多い。いずれにしても、装置本体がＯＮになり動作状態の時に使用するメインマイコン７とは別に、電源のＯＮ／ＯＦＦを管理する、もう一つのマイコン等の手段を用意することが必要である。
【００３６】
以上の説明のように、シリーズレギュレータ２とスイッチングレギュレータ３からの電力を、装置の状態に応じて、スイッチ２４で切り替えて、メインマイコン用の電源を供給する本従来例の様な構成にすれば、メインマイコンの動作状況に応じて、スイッチング電源をＯＮして、メインマイコン動作時における最適な電力供給が行え、実際の使用状況でのメインバッテリ１の有効利用が実現でき、装置全体としての消費電力の低減が実現できる。
【００３７】
【特許文献１】
特開平１１−４１８２５号公報
【００３８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の従来の構成では、装置全体の電源を立ち上げるときに、まず、スイッチ２４をａ側で立ち上げ、メインマイコン７用の電源を供給し、その後、スイッチングレギュレータ３をレギュレータ制御信号１４でＯＮし、その後スイッチ２４をｂ側に切り替え、本体メインマイコン７用の電源をスイッチングレギュレータ３側に切り替え、それと同時に、装置全体の電源も立ち上げるという、それぞれのモード、またはタイミングに合った切り替えを行う仕組みを、本体メインマイコン７とは別に、制御部２５として用意する必要があるという問題点を有していた。
【００３９】
すなわち、制御部２５として、もう１つの電源制御を行う専用のマイコンを用意するか、またはそれに近い機能を持った別の制御部を用意する必要があった。そのため、本体の電源がＯＮまたはＯＦＦの状態に関わらず、常に制御部２５に、シリーズレギュレータ２から電源を供給し続けなければならず、その分の消費電流が増加するという問題点を有していた。また、装置全体を制御するメインマイコン７とは別のマイコンを、電源制御のために用意するという必要性から、コストアップの問題点も有していた。
【００４０】
本発明は上記従来の問題点を解決するもので、装置全体を制御するメインマイコン７の電源を切り替え制御するスイッチ制御信号も、そのメインマイコン自身より出力する構成とし、別な制御部を必要としない、より簡単な構成のポータブルタイプ電子機器のメインマイコン用電源供給回路を提供することを目的とする。
【００４１】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために本発明の電源制御装置は、電池と、前記電池からの出力電圧を第１の電圧に変換する第１の電源供給手段と、前記電池からの出力電圧を第２の電圧に変換する第２の電源供給手段と、前記第１の電源供給手段の出力と前記第２の電源供給手段の出力とを切り替える選択手段と、前記選択手段からの電圧で動作し本装置の動作制御を行うマイコンとを備え、前記選択手段の切替制御を前記マイコンからの制御により行うものである。
【００４２】
この構成により、装置全体を制御する本体メインマイコン７の電源を切り替え制御する信号も、その本体メインマイコン７自身より出力し、別な制御部２５を必要としない、より簡単な構成のポータブルタイプ電子機器のメインマイコン用電源供給回路を提供することを目的とする。
【００４３】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１〜４に記載の発明は、電池と、前記電池からの出力電圧を第１の電圧に変換する第１の電源供給手段と、前記電池からの出力電圧を第２の電圧に変換する第２の電源供給手段と、前記第１の電源供給手段の出力と前記第２の電源供給手段の出力とを切り替える選択手段と、前記選択手段からの電圧で動作し本装置の動作制御を行うマイコンとを備え、前記選択手段の切替制御を前記マイコンからの制御により行うものであり、この構成によって、装置全体を制御する本体メインマイコンの電源を制御する信号も、その本体メインマイコン自身より出力することができ、本体メインマイコンとは別な制御部を必要としない、従来よりもより簡単な構成のポータブルタイプ電子機器のメインマイコン用電源供給回路を提供できるという優れた作用を有する。
【００４４】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図３を用いて説明する。
【００４５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における電源制御装置の構成を示すブロック図、図３は本実施の形態の動作を示すタイミングチャートである。
【００４６】
図１において、１はメインバッテリである。このポータブルタイプ電子機器のすべての回路の電源は、このメインバッテリ１の電力をそのままの電圧または適当な電圧に変換して使っている。
【００４７】
２は第１の電源供給手段であるシリーズレギュレータである。このシリーズレギュレータ２により、ポータブルタイプの電子機器本体のメインの電源回路であるスイッチングレギュレータ３がＯＦＦの時も、制御部２５を動作させるための電力を賄う。
【００４８】
３は第２の電源供給手段であるスイッチングレギュレータである。このスイッチングレギュレータ３は、電源スイッチ２６がＯＮされて本体電源がＯＮ状態の時、メインバッテリ１からの電力を、規定の電圧に変換してポータブルタイプ電子機器のすべての回路（記録再生回路やサーボ回路など）に供給するための回路である。スイッチングレギュレータ３には複数の出力端子３０が接続されており、電源を供給する回路に良好に電源供給ができるよう、一定の周期でスイッチングしながら出力している。
【００４９】
２４は選択手段であるスイッチで、メインマイコン７からのスイッチ制御信号１２に基づき、シリーズレギュレータ２かスイッチングレギュレータ３かを選択して切り替える。メインマイコン７からのレギュレータ制御信号１４は、スイッチングレギュレータ３のＯＮ／ＯＦＦを行う。
【００５０】
６は第３の電源供給手段であるマイコン用シリーズレギュレータである。マイコン用シリーズレギュレータ６は、スイッチ２４からの電圧が、本体電源のＯＮ／ＯＦＦ状態や、モータの動作などによる負荷変動等によって電圧が変わっても、常に一定の電圧を作り出し、メインマイコン６に安定した電圧を供給する役目をはたす。つまり、マイコン用シリーズレギュレータ６は、供給する電源の電圧変動のためにメインマイコン７が誤動作しないように、メインマイコン７の動作状況に応じて、安定した電源電圧で電力を供給するために必要である。
【００５１】
７はこのポータブルタイプ電子機器のすべての回路の動作を制御するメインマイコンである。メインマイコン７からは、スイッチ２４の切り換え制御を行うスイッチ制御信号２２と、スイッチングレギュレータ３のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うレギュレータ制御信号２４とが出力されている。
【００５２】
３０はメインマイコン７以外の回路へスイッチングレギュレータ３からの電圧を出力する出力端子で、例えばビデオカメラの場合、サーボマイコンや記録再生マイコンなど様々な回路が内蔵されているが、それらの回路に電源を供給するものである。なお、出力端子３０に接続されている他回路は、本装置の待機モードの時は動作しない回路である。
【００５３】
２６はビデオカメラなどの電子機器の本体電源をＯＮ／ＯＦＦ切り換え可能な電源スイッチであり、通常ビデオカメラの本体外部に設けられており、使用者が操作するものである。電源スイッチ２６のＯＮ／ＯＦＦ状態はメインマイコン７によって監視されている。
【００５４】
３２はメインマイコンから出力されるＨＩまたはＬＯＷの信号で、２つの電源の出力を切り替えるスイッチ２４を制御するスイッチ制御信号、３４はメインマイコン７から出力し、スイッチングレギュレータ３をＯＮ／ＯＦＦするスイッチングレギュレータ制御信号、１０はスイッチ制御信号３２をＧＮＤに接続する抵抗器である。
【００５５】
以上のように構成された本実施の形態の電源制御装置について、図１と図３を用いてその動作を説明する。
【００５６】
以下の説明では、電子機器としてビデオカメラ（以下、装置本体と記す）を一例として説明する。
【００５７】
図１に示すように、２つの電源回路（シリーズレギュレータ２及びスイッチングレギュレータ３）の出力を、電源スイッチ２６のＯＮ／ＯＦＦに応じて、メインマイコン７からのスイッチ制御信号３２で切り替えるわけだが、最初に装置本体にメインバッテリ１が装着されたときには、メインマイコン７はまだ動作していない。そこで、メインマイコン７が動作開始する前に、スイッチ制御信号３２をＬＯＷにして、自動的にスイッチ２４をａ側のシリーズレギュレータ２側に切り替え、メインバッテリ１装着後常時動作しているシリーズレギュレータ２の出力をマイコン用シリーズレギュレータ６に接続し、メインマイコン７に電源供給をスタートするような仕組みが必要である。
【００５８】
その仕組みは、抵抗器１０により、スイッチ制御信号３２をＧＮＤにプルダウンすることにより実現できる。この抵抗器１０により、メインマイコン７の動作開始前の期間には、強制的にスイッチ制御信号３２をＬＯＷにして、スイッチ２４をａ側であるシリーズレギュレータ２側に倒す。シリーズレギュレータ２は図３にも示す通り（詳細動作は後述）、メインバッテリ１装着後は常時ＯＮしており、スイッチ２４がａ側であるシリーズレギュレータ２側になれば、即マイコン用シリーズレギュレータ６の入力に電力を接続でき、メインマイコン７に電源を供給することができる。また、メインマイコン７動作後には、今度はメインマイコン７からの制御で、同じそのスイッチ制御信号３２をＨＩにすることにより、スイッチ２４をｂ側に倒し、シリーズレギュレータ２側からの電源供給から、スイッチングレギュレータ３側からの電源供給へ切り替えることができる。
【００５９】
ただし、図３に示すタイミングのように、メインマイコン７の動作後で、かつスイッチ２４がｂ側のスイッチングレギュレータ３側に切り替わる前に、あらかじめ、メインマイコン７から出力するレギュレータ制御信号３４を使って、スイッチングレギュレータ３は、ＯＮさせておく必要がある。
【００６０】
ここで使用する抵抗器１０の具体的な値について述べる。抵抗器１０は、その役目が、メインマイコン７の動作開始前には、スイッチ２４をＬＯＷに引っ張るだけの電流を流すことである。またそれに加えて、メインマイコン７の動作開始後は、メインマイコンポートの出力電流により容易にＨＩにできる抵抗値に選ぶ必要がある。
【００６１】
次に図３を使って具体動作を説明する。
【００６２】
まず、メインバッテリ１が装置本体に装着されると（タイミングＡ）、最初にシリーズレギュレータ２が動作し（タイミングＢ）、スイッチ２４はシリーズレギュレータ２側に接続されているので、マイコン用シリーズレギュレータ６に電源を供給し、マイコン用シリーズレギュレータ６が、メインマイコン７に電源を供給するのでメインマイコン７が動作をスタートする。
【００６３】
メインマイコン７は、動作開始後、まず本体の電源スイッチ２６の状態を読み込み、電源スイッチ２６がＯＦＦの時は動作待機モードを継続するが、電源スイッチ２６がＯＮになると（タイミングＨ）、装置全体の電源を供給するため、スイッチングレギュレータ３をレギュレータ制御信号３４を使って、ＯＮさせる（タイミングＣ）。
【００６４】
次にメインマイコン７は、スイッチ制御信号３２を使って、スイッチ２４をｂ側に切り換え（タイミングＤ）、スイッチングレギュレータ３の出力をマイコン用シリーズレギュレータ６の入力に接続する。すなわち、メインマイコン７は自らの制御信号で、動作待機モード時に使用するシリーズレギュレータ２から、装置本体動作時に動作している、より効率のよいスイッチングレギュレータ３へ切り替え、通常動作モードへ移るわけである。
【００６５】
なお切り替え時、電源供給の不連続期間が多少発生することがあるので、コンデンサ１３により不連続期間の電圧の落ち込みを最小限に抑えている。
【００６６】
次にメインマイコン７は、装置全体を動作状態に立ち上げ、録画待機状態にセットアップする。この録画待機状態において録画開始ボタン（図示せず）が押された時には、即座に録画状態へ移行する。このときメインマイコン７は通常動作モードで処理を継続しており、動作時に必要な電力を継続して消費している。
【００６７】
次に、装置本体の電源スイッチ２６がＯＮからＯＦＦへ切り替えられた時（タイミングＩ）、メインマイコン７は、先ほどの手順とは逆に装置全体の動作状態を動作待機モードに設定し、スイッチ制御信号３２をＬＯＷにして、スイッチ２４をａ側であるシリーズレギュレータ２側に接続する（タイミングＥ）。すなわち、自分の制御信号で、装置本体動作時に動いている装置全体の電力をまかなっているスイッチングレギュレータ３から、動作待機モード時にメインマイコン７の非常に少ない待機電力のみを賄うシリーズレギュレータ２へ自分の電源供給を切り替えるわけである。
【００６８】
その後、メインマイコン７はスイッチングレギュレータの動作を、レギュレータ制御信号３４を使って停止し（タイミングＦ）、動作待機モードに移行する。以降、メインマイコン７は電源スイッチ２６が押されるのを監視する。通常は、この状態でメインバッテリ１の交換等を行う（タイミングＧ）。
【００６９】
一方、最初にメインバッテリ１が本体に装着され、メインマイコン７が本体の電源スイッチ２６の状態を読み込み、電源スイッチ２６がＯＦＦの時は、スイッチングレギュレータ３を動作させないで、シリーズレギュレータ２の電源供給のままメインマイコン７の処理を継続し、装置本体の電源スイッチ２６の状態を読み込む処理のみを定期的に行う。このモードは、動作待機モードである。この場合、シリーズレギュレータ２の電源供給のままであるが、メインマイコン７の消費電力は通常動作モードにくらべて非常に消費電力の少ないモードのため、シリーズレギュレータ２の電源供給のままでも、それほど大きなロスは発生しない。むしろ、この少ない電力では、スイッチングレギュレータを、メインマイコン７の電力を供給するためだけに動かすと、出力電流に関わりなく一定のスイッチングレギュレータ３自身の自己消費電力の比率が大きくなり、トータルとして装置全体のロスが増える。
【００７０】
以上のように本実施の形態によれば、スイッチ２４をシリーズレギュレータ２側またはスイッチングレギュレータ３側への切り換え、及びスイッチングレギュレータ３のＯＮ／ＯＦＦ切り換えを、メインマイコン７から出力されるスイッチ制御信号３２及びレギュレータ制御信号３４により制御することにより、従来技術の制御部のようなものを特に設ける必要はなく、回路構成を簡素化できるとともにコストダウンを実現することができる。
【００７１】
また、マイコン７からのスイッチ制御信号３２と接地との間に抵抗器１０を設け、メインマイコン７の動作開始前の期間には、強制的にスイッチ制御信号３２をＬＯＷにして、スイッチ２４をａ側であるシリーズレギュレータ２側に接続することで、メインマイコン７の動作開始前にスイッチ２４の不安定（ａ側及びｂ側に短周期で連続的に切り替わる動作）な切換動作を防ぐことができる。
【００７２】
また、本実施の形態では、スイッチ制御信号３２をプルダウンさせるための抵抗器１０を設けたので、メインマイコン７の動作開始前の期間に、強制的にスイッチ制御信号３２をＬＯＷにして、スイッチ２４をａ側であるシリーズレギュレータ２側に倒す構成としたので、メインマイコン７の動作開始前に稀に起こりうるスイッチ２４の不安定動作（ａ側及びｂ側に短周期で連続的に切り替わる動作）を防止することができる。
【００７３】
さらに、スイッチ２４の切り替え時、電源供給の不連続期間が多少発生することがあるので、コンデンサ１３を設けたことにより、不連続期間の電圧の落ち込みを最小限に抑えることができ、連続的な電源供給を行うことができる。
【００７４】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２について説明する。
【００７５】
本実施の形態は、前述の実施の形態１に示すスイッチ２４を、ＦＥＴトランジスタ８、ＰＮＰトランジスタ９、ＮＰＮトランジスタ１１で構成する。ＦＥＴトランジスタ８はシリーズレギュレータ２側の出力を繋ぐか、繋がないかをスイッチし、ＰＮＰトランジスタ９は、スイッチングレギュレータ３側の出力を繋ぐか、繋がないかをスイッチする。ＮＰＮトランジスタ１１は、ＰＮＰトランジスタ９のベースをＬＯＷに引くか、引かないかをスイッチする。
【００７６】
また、ＮＰＮトランジスタ１１のベースと、ＦＥＴトランジスタ８のゲートは両方ともスイッチ制御信号３２に接続され、メインマイコン７からのＨＩまたはＬＯＷのスイッチ制御信号３２で制御される。つまり、スイッチ制御信号３２は、ＦＥＴトランジスタのゲートとＮＰＮトランジスタのベースを１本でＨＩまたはＬＯＷに制御するメインマイコン７からの制御信号である。
【００７７】
このスイッチ制御信号３２はまた、ＦＥＴトランジスタ８のゲートとＮＰＮトランジスタ１１のベースの両方をＧＮＤに接続する抵抗器１０と接続されいている。実施の形態１で説明したように、この抵抗器は、メインマイコン７が動作する前の期間に、メインマイコンポートのＨＩ／ＬＯＷが不定になり、本実施の形態の電源スイッチ回路が誤動作することを防ぐため、スイッチ制御信号３２をＧＮＤにプルダウンして、ＬＯＷに固定する働きをする。
【００７８】
以下その動作について詳しく説明する。
【００７９】
本実施の形態で使用のＦＥＴトランジスタ８は、Ｐ−ＣＨ−ＭＯＳ−ＦＥＴランジスタであり、ゲートをＬＯＷにすると、ソースとドレイン間が導通するタイプである。メインマイコン７の動作開始前の期間には、抵抗器１０により、スイッチ制御信号３２がＧＮＤにプルダウンされていてＬＯＷになっていると、ＦＥＴトランジスタ８のゲートがＬＯＷであるため、ソースとドレイン間が導通し、シリーズレギュレータ２側からの電力がマイコン用シリーズレギュレータ６に接続される。同様に、スイッチングレギュレータ３側回路においては、スイッチ制御信号３２が、抵抗器１０により、ＧＮＤにプルダウンされてＬＯＷに固定されているため、ＮＰＮトランジスタ１１はＯＮにならず、従って、ＰＮＰトランジスタ９もＯＮにならない。その結果、ＰＮＰトランジスタ９のエミッタとコレクタ間は導通せず、スイッチングレギュレータ３側からの電力は、マイコン用シリーズレギュレータ６に接続されない。
【００８０】
またメインマイコン７の動作開始後は、その同じ１本のスイッチ制御信号３２をメインマイコンポートの出力でＨＩにして、ＦＥＴトランジスタ８のゲートをＨＩにすることにより、シリーズレギュレータ２側の接続を切る。また、同時に、その同じ１本のスイッチ制御信号３２をメインマイコンポートの出力でＨＩにすることによって、スイッチングレギュレータ３側のＰＮＰトランジスタ９をＯＮして、スイッチングレギュレータ３の出力を使用する。詳しくは、ＮＰＮトランジスタ１１がＯＮになって、ＰＮＰトランジスタ９のベースをＬＯＷに引くことにより、ＰＮＰトランジスタ９がＯＮになり、エミッタとコレクタ間が導通し、スイッチングレギュレータ３側をマイコン用シリーズレギュレータ６に接続する。ここで、ＮＰＮトランジスタ１１は、ＦＥＴトランジスタ８と、ＰＮＰトランジスタ９が同時にＯＮになることがないように、ＰＮＰトランジスタ９側の制御信号を反転するインバータ素子の役目を果たしているわけである。
【００８１】
また図３に示すように、装置を使用する使用者により、装置本体の電源がＯＦＦにされた時、メインマイコン７は、スイッチ制御信号３２をメインマイコンポートの出力でＬＯＷにして、ＦＥＴトランジスタ８スイッチをＯＮにして、シリーズレギュレータ２の出力をマイコン用シリーズレギュレータ６に接続し、メインマイコン用の電源を、シリーズレギュレータ２からマイコン用シリーズレギュレータ６経由で、メインマイコン７に供給する。また同時に、同じスイッチ制御信号３２によって、ＮＰＮトランジスタ１１がＯＦＦになり、ＰＮＰトランジスタ９のベースをＬＯＷに引くことを止め、ＰＮＰトランジスタ９がＯＦＦになり、ＰＮＰトランジスタ９のエミッタとコレクタ間が導通しなくなり、スイッチングレギュレータ３側をマイコン用シリーズレギュレータ６から切り離す。その後、レギュレータ制御信号３４を使ってスイッチングレギュレータ３をＯＦＦにする。
【００８２】
一方、使用者により、再び装置本体の電源がＯＮにされた時には、メインマイコンはＯＮになり、次に、レギュレータ制御信号３４を使ってスイッチングレギュレータ３を動作させる。その後、スイッチ制御信号３２をメインマイコンポートの出力でＨＩにして、ＦＥＴトランジスタ８を使ったスイッチをＯＦＦにし、代わりにＰＮＰトランジスタ９をＯＮにすることにより、スイッチングレギュレータ３からの電圧をマイコン用シリーズレギュレータ６の入力に接続し、その電源をマイコン用シリーズレギュレータ６経由で、メインマイコン７に供給する。
【００８３】
つまり、メインマイコン７はＮＰＮトランジスタ１１のベースと、ＦＥＴトランジスタ８のゲートの両方を同じスイッチ制御信号３２１本で制御する構成により、両方の電源回路のＯＮまたはＯＦＦを、同時に制御し、メインマイコン７への電源供給を途切れさせることなく、切り替えることができる。しかも、この構成により、メインマイコン７の制御出力ポートも１本ですみ、制御タイミングを作るソフトウェアも少ないステップですむ。
【００８４】
しかしながら、スイッチを構成しているＰＮＰトランジスタ９、ＮＰＮトランジスタ１１、ＦＥＴトランジスタ８のスイッチング速度はバラツキがあり、シリーズレギュレータ２側のスイッチがＯＦＦからＯＮになり、同時にスイッチングレギュレータ３側のスイッチがＯＮからＯＦＦになる時間に差が出ることがある。また同様に、シリーズレギュレータ側のスイッチがＯＮからＯＦＦし、同時にスイッチングレギュレータ側のスイッチがＯＦＦからＯＮする時間に差がでることもある。
【００８５】
まず、両方の電源回路が同時にＯＮした期間について考察する。両方の電源回路が同時にＯＮした期間があっても、電圧の高いシリーズレギュレータ２側から電力が供給され、マイコン用シリーズレギュレータ６を経由してメインマイコン７に電力が供給され続ける。また、電圧の高いシリーズレギュレータ２側からの電圧が、電圧の低いスイッチングレギュレータ３側の出力に印可されても、回路構成上、スイッチングレギュレータ３がダメージを受けたり、誤動作することはない。
【００８６】
次に、両方の電源回路が同時にＯＦＦした期間について考察する。両方の電源回路が同時にＯＦＦしたときには、シリーズレギュレータ２側からも、スイッチングレギュレータ３側からも、電力が供給されないため、マイコン用シリーズレギュレータ６の入力に電流が供給されず、従ってマイコン用シリーズレギュレータ６の出力も出ず、メインマイコン７に電力が供給されない期間が発生するという問題が起こる。そこで、前記２つの電源のスイッチ素子の出力が結線されたところの対ＧＮＤ間にコンデンサ１３を追加し、切り替え時に発生する電圧不連続期間の電圧落ち込みを最小限に抑える。この期間の長さは、スイッチを構成しているＰＮＰトランジスタ９、ＮＰＮトランジスタ１１、ＦＥＴトランジスタ８のスイッチング速度のバラツキで決まるが、電圧不連続期間を保証するのに十分大きな容量のコンデンサ入れておけば、容量が多すぎても、特に問題はない。通常は０．１μＦ程度で十分である。
【００８７】
また、このスイッチ制御信号３２は抵抗器１０によりＧＮＤに接続されている。この抵抗器１０は、実施の形態１で説明したように、装置本体の動作の初期、１のメインバッテリ装着時において、メインマイコン７が動作する前の期間に、スイッチ制御信号３２のＨＩ／ＬＯＷが不定になり、誤動作することを防ぐための部品であり、ＦＥＴトランジスタ８のゲートをＬＯＷにできればよく、通常、数１０キロオーム以上の高抵抗が使われる。メインマイコン７が動作する前には、メインマイコンポートからの出力はなく、スイッチ制御信号３２は、この抵抗器１０により必ずＬＯＷに固定されるため、装置本体にメインバッテリ１が装着されたときは、必ずＦＥＴトランジスタ８のゲートがＬＯＷに引かれ、ＦＥＴトランジスタ８がＯＮし、シリーズレギュレータ２からマイコン用シリーズレギュレータ６を経由してメインマイコン７に電力が供給される。これにより、メインマイコン７は必ず動作を開始することができる。
【００８８】
以上の説明の中で、ＮＰＮトランジスタ１１を省いて、その代わり、ＰＮＰトランジスタ９のベースと、ＦＥＴトランジスタ８のゲートとを別々のメインマイコンポートの制御信号で、制御することもできる。ただし、この２本の制御信号の制御タイミングは、メインマイコン制御の場合、実行ステップの時間差が発生しやすく、スイッチ切り替え時に発生する電圧不連続期間が長くなりやすい欠点がある。もちろん、長くなった電圧不連続期間を、保証するのに十分大きな容量のコンデンサを入れておけば、この使い方でも特に問題はない。
【００８９】
以上のように本実施の形態２によれば、シリーズレギュレータ２の出力と、スイッチングレギュレータ３の出力を、それぞれＦＥＴトランジスタ８、ＰＮＰトランジスタ９を使って、メインマイコン７からのスイッチ制御信号３２に従い、各モードに応じて切り替えて、マイコン用シリーズレギュレータ６に供給することにより、スイッチングレギュレータ３から供給するマイコン用シリーズレギュレータ６の入力電圧と、シリーズレギュレータ２が動作する最低限の電圧まで落とすことができ、装置本体の通常動作モード時の消費電力のロスを最小にすることができ、トータルとして装置全体の消費電力のロスを最小にすることができる。
【００９０】
なお、シリーズレギュレータ２の出力側に、ＦＥＴトランジスタを使ったスイッチを使用する理由は、ＦＥＴトランジスタをＯＮさせるときのゲート電流がほとんど必要ないため、トランジスタスイッチをＯＮさせる時のロスが発生しないためである。ＦＥＴトランジスタをスイッチに使うことにより、シリーズレギュレータ２側の電源を使う待機モード時の、元々少ない装置全体の消費電流を、極限まで減らすことができるためである。
【００９１】
一方、スイッチングレギュレータの出力側に、ＰＮＰトランジスタを使ったスイッチを使用するのは、通常動作時は多少ベース電流を流してでも、ＰＮＰトランジスタがＯＮしたときのエミッタとコレクタ間に発生する電圧（Ｖｃｅ（ｓａｔ））を最小にして、スイッチングレギュレータの電圧を最低限まで下げた方が、全体としての消費電力を抑えることができるためである。また、コストの面でも、ＦＥＴトランジスタより、ＰＮＰトランジスタの方が安く、より好ましい。
【００９２】
【発明の効果】
以上のように本発明は、より電力ロスの少ないポータブルタイプ電子機器のメインマイコン用電源供給回路が、少ない部品点数と、簡単な回路構成で実現できるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１におけるの電源制御装置のブロック図
【図２】本発明の実施の形態２におけるの電源制御装置のブロック図
【図３】同実施の形態１および２における電源制御装置の動作説明のための動作モードと各部のタイミングチャート
【図４】従来の電源制御装置における電源制御装置の動作説明のための動作モードと各部のタイミングチャート
【図５】従来の電源制御装置のブロック図
【符号の説明】
１メインバッテリ
２シリーズレギュレータ
３スイッチングレギュレータ
７メインマイコン
８ＦＥＴトランジスタ
９ＰＮＰトランジスタ
１０抵抗器
１１ＮＰＮトランジスタ
２４スイッチ
２６電源スイッチ

Claims

電池と、前記電池からの出力電圧を第１の電圧に変換する第１の電源供給手段と、前記電池からの出力電圧を第２の電圧に変換する第２の電源供給手段と、前記第１の電源供給手段の出力と前記第２の電源供給手段の出力とを切り替える選択手段と、前記選択手段からの電圧で動作し本装置の動作制御を行うマイコンとを備え、前記選択手段の切替制御を前記マイコンからの制御により行うことを特徴とする電源制御装置。
マイコンから選択手段への制御信号を、抵抗器を介して接地したことを特徴とする請求項１記載の電源制御装置。
メインバッテリと、前記メインバッテリからの出力電圧を変換するシリーズレギュレータ回路と、前記メインバッテリからの出力電圧を変換するスイッチングレギュレータ回路と、前記シリーズレギュレータ回路と前記スイッチングレギュレータ回路の出力を切り替えるスイッチと、前記スイッチ出力を受けてメインマイコン用電圧に変換するマイコン用シリーズレギュレータと、前記マイコン用シリーズレギュレータからの電力で動作するメインマイコンと、前記メインマイコンに入力する電源スイッチと、前記スイッチングレギュレータ回路をＨＩまたはＬＯＷ信号でＯＮまたはＯＦＦする前記メインマイコンからのレギュレータ制御信号と、前記スイッチをＨＩまたはＬＯＷ信号で切り替える前記メインマイコンからのスイッチ制御信号と、前記スイッチ制御信号をＧＮＤに接続する抵抗器と、前記２つの電源の切り替え時に発生する電圧不連続期間の電圧落ち込みを最小限に抑えるコンデンサとを備えたことを特徴とする電源制御装置。
スイッチは、シリーズレギュレータの出力を接続または遮断するＦＥＴトランジスタと、スイッチングレギュレータ回路の出力を接続または遮断するＰＮＰトランジスタと、前記ＰＮＰトランジスタのベースをＧＮＤに接続または遮断するＮＰＮトランジスタとからなり、前記ＦＥＴトランジスタのゲートと前記ＮＰＮトランジスタのベースの両方を１本で同時にＨＩまたはＬＯＷに切り替えるメインマイコンからのスイッチ制御信号により動作することを特徴とする請求項３記載の電源制御装置。