JP2006149132A - 瞬断復帰回路 - Google Patents

Abstract

【課題】 電池の着脱が可能な携帯端末装置において、瞬断を検出して自動復帰し、電池交換時の電池装着時には、電源オフの状態を維持して電池の消耗をなくす。
【解決手段】 電池電圧が供給されなくなると、カウンタ１０２はカウントを開始し、そのカウント値が比較器１０３にてレジスタ１０１内の復帰可能時間と比較される。復帰可能時間内であれば、比較器１０３からパワーオン許可信号が出力され、アンドゲート１０４を介してパワーオン指令の信号が外部の電源制御回路へ導出されて自動復帰する。逆に、復帰可能時間外であれば、パワーオン許可信号は出力されないので、電源制御回路は回路電源をオフに維持する。
【選択図】 図１

Description

本発明は瞬断復帰回路に関し、特に着脱自在な電池により動作する装置の瞬断復帰回路に関するものである。

携帯電話機やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、更にはノート型のパーソナルコンピュータなどの携帯端末装置においては、その駆動電源としてリチウムイオン電池やニッケル水素電池などの二次電池が利用されている。このような携帯端末装置では、落下などの衝撃により、電源電圧が瞬間的に低下するいわゆる瞬断が発生することがある。

ここで、瞬断の発生を検出して装置の動作状態を制御する技術が特許文献１に開示されている。この技術では、電源監視回路からの電圧監視信号の変化を検出して、この信号変化をトリガとして計時回路から発生されているクロック信号をカウント開始し、このカウント値をＣＰＵへ供給し、ＣＰＵにおいて、このカウント値に応じて瞬断かどうかを判断するようになっている。

すなわち、電源断から復帰した時点で、ＣＰＵへ当該カウント値を供給し、ＣＰＵにおいてこのカウント値が所定値以下であれば瞬断と判断し、そうでなければ通常の電源オフ（例えば、電池の交換などで電池を取り外してから再び電池を装着するまでの状態）と判断し、以後、装置の状態を制御するというものである。
特開２００１−２５１７８３号公報

上述した特許文献１の技術においては、瞬断の有無をＣＰＵにより検出するようになっているために、上述した如く、電池交換などで電池を再び装置へ装着した場合にも、ＣＰＵは動作状態になる必要がある。その理由は、瞬断であるか電池交換による通常の電源オフであるかの判断を、ＣＰＵが行う必要があるからである。このことは、電池が装着されると、ＣＰＵは必ず起動されることになり、よってＣＰＵを含む回路が動作状態にあり、電池の消耗は避けられないという問題がある。

本発明の目的は、瞬断かどうかの判断を電池の消耗なく正確に行うことが可能な瞬断検出回路を提供することである。

本発明の他の目的は、瞬断かどうかの判断を自動的に行って瞬断時にのみ電源オンの自動復帰を行うことが可能な瞬断検出回路を提供することである。

本発明による瞬断復帰回路は、電池により動作する装置の瞬断復帰回路であって、前記電池電圧の低下期間をカウントするカウンタと、前記カウンタ出力と基準値とを比較する比較器とを含み、この比較出力に応じて瞬断復帰信号を生成するようにしたことを特徴とする。

そして、前記瞬断復帰信号は装置の電源制御回路に対する電源オン指令信号であり、前記比較器において前記カウンタ出力が前記基準値より小と判定された場合に、前記電源オン指令信号を生成する信号生成手段を、更に含み、前記比較器において前記カウンタ出力が前記基準値以上と判定された場合に、前記信号生成手段の前記電源オン指令信号の生成を阻止するようにしたことを特徴とする。

また、前記電池の前記装置への装着の有無を検出する電池装着検出手段を設け、前記カウンタが、前記電池電圧の低下期間をカウントする代わりに、この装着無しの信号発生期間をカウントするようにしたことを特徴とする。

本発明の作用を述べる。電池電圧が供給されなくなると、カウンタによりカウントを開始し、そのカウント値が比較器にてレジスタ内の復帰可能時間と比較される。復帰可能時間内であれば、比較器からパワーオン許可信号が出力され、アンドゲートを介してパワーオン指令の信号が外部の電源制御回路へ導出されて自動復帰する。逆に、復帰可能時間外であれば、パワーオン許可信号は出力されないので、電源制御回路は回路電源をオフに維持する。

本発明によれば、瞬断時にはこれを検出して電源の自動復帰が可能であると共に、電池交換時などの通常の電源オフ時に、新たに電池を装着した場合には、電源オフ状態のままに装置を維持して、電池の無駄な消費をなくすことができるという効果がある。

以下に、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態を示す回路図である。図１を参照すると、本実施の形態による瞬断検出回路１０は、レジスタ１０１と、カウンタ１０２と、比較回路１０３と、アンドゲート１０４と、ＤＦＦ（Ｄタイプフリップフロップ）１０５とから構成されている。

レジスタ１０１は、比較器１０３における比較のための基準値を格納するものであり、図示せぬＣＰＵより予めデータ（ＤＡＴＡ）として供給されて設定される。カウンタ１０２は電池電圧（ＶＢＡＴ）の低下をトリガとしてクロック（ＣＬＫ）入力に供給されるクロック信号（ＲＣＬＫ）をカウントすると共に、リセット信号（ＲＳＴ）によりリセットされるものである。

比較器１０３は、このカウンタ１０２のカウント値とレジスタ１０１に設定されている基準値とを比較して、その比較結果に応じてパワーオン許可信号（ＰＷＲＯＮＥＮ）を出力するものである。アンドゲート１０４はこのパワーオン許可信号と電池電圧とを２入力として、その論理積演算結果をＤＦＦ１０５のデータ（Ｄ）入力とするものである。このＤＦＦ１０５はクロック信号（ＲＣＬＫ）に同期して動作し、アンドゲート１０４からの出力のタイミング調整を行ってパワーオン信号（ＰＷＲＯＮ）、すなわち、電源オン指令信号として図示せぬ電源制御回路へ出力するものである。

以下に、図２及び図３のタイミングチャートを用いて図１の回路の動作を説明する。なお、図２は瞬断ではない、電池交換時などによる通常の電源オフの場合のタイミングチャートであり、図３は瞬断の場合のタイミングチャートである。これら図において、電池電圧（ＶＢＡＴ）の電圧が供給されなくなると、カウンタ１０２はカウントを開始する。ここで、カウンタ１０２がカウントするクロック信号（ＲＣＬＫ）はバックアップ電源により発振するクロック信号であって時計機能などに用いられる３２ＫＨｚのクロック信号を使用することができる。また、本回路１０もバックアップ電源により動作するものとする。

カウンタ１０２のカウント値は、比較器１０３によって、レジスタ１０１に格納されている基準値である復帰可能時間と比較される。この比較器１０３においては、カウント値が復帰可能時間より短ければ、パワーオン許可信号（ＰＷＲＯＮＥＮ）がハイレベルとして出力され、逆に長ければローレベルとして出力される。このパワーオン許可信号は、アンドゲート１０４によって電池電圧（ＶＢＡＴ）との論理積がとられ、ＤＦＦ１０５によりタイミング調整されてパワーオン信号（ＰＷＲＯＮ）として出力されることになる。

このとき、図２に示すように、電池電圧（ＶＢＡＴ）が復帰可能時間を経過した後に立ち上ると（電池交換による電池の装着による）、パワーオン信号（ＰＷＲＯＮ）はローレベルのままであり、よって装置は電源オフの状態のままとなる。一方、図３に示す如く、電池電圧（ＶＢＡＴ）が復帰時間内に立ち上ると（衝撃による瞬断）、パワーオン信号（ＰＷＲＯＮ）はハイレベルとなり、装置の電源がオン状態に制御され、瞬断復帰が自動的に可能となる。

なお、カウンタ１０２のリセット信号（ＲＳＴ）は装置動作時の任意の時刻にソフトウェアによって制御されるものであり、瞬断時などに、“０”からカウントできるようにカウント値のリセットをなすものである。また、カウント値は瞬断時間をモニタ可能にするために、フルカウントで停止するものとする。

以上のように、瞬断時には、自動的に瞬断を検出して装置電源の自動復帰をなすことができ、また瞬断ではなく、電池交換時に電池を装置に装着するような場合には、通常の電源オフであると判断して、装置の電源のオフ状態が維持されることになる。よって、後者の場合には、電池の浪費がなくなることになる。

本発明の他の実施の形態として、その基本構成は図１に示した実施の形態と同じであるが、電池電圧（ＶＢＡＴ）の監視により瞬断かどうかを判断している部分を、スイッチやセンサなどを用いて、電池の装着の有無及び衝撃による瞬断の有無を監視するようにすることもできる。

すなわち、図４にその機能ブロックを示す如く、図１の電池電圧（ＶＢＡＴ）の代りに、電池装着検出部２０を設けて、電池が装置本体に装着されているかどうかを監視するようにしている。この電池装着検出信号２０１をカウンタ１０２のイネーブル信号とすると共に、アンドゲート１０４の一入力としている。他の構成は、図１のそれと同一であってその説明は省略する。

電池装着検出部２０の具体例を、図５及び図６に示している。図５を参照すると、装置本体１００とバッテリモジュール（電池）２００とが、コネクタ端子１１〜１３及び２１〜２３により電気的に接続されるようになっている。本体側コネクタ端子１１とバッテリモジュール側端子２１とが接触して正側電圧（ＶＢＡＴ）が本体側に供給され、コネクタ端子１２と２２とが接触して本体側のグランド電位（ＧＮＤ）になる。そして、バッテリモジュール側のグランド電位（ＧＮＤ）に相当するコネクタ端子２３に対応して、本体側にコネクタ端子１３を設け、このコネクタ端子１３を抵抗Ｒによりバックアップ電源（ＢＫＢＡＴ）へプルアップする構成としておく。

これにより、バッテリモジュール２００が装置本体１００に装着されると、コネクタ端子１３の電位がグランド電位になり、電池交換により、非装着になると、コネクタ端子１３の電位はバックアップ電源（ＢＫＢＡＴ）となる。また、衝撃によりコネクタ端子の瞬間的な不接触に起因する瞬断時も同じである。よって、このコネクタ端子１３の電位を、電池装着検出信号２０１として用いることができる。なお、このとき、電池装着検出信号１０２の論理は、図１の電池電圧（ＶＢＡＴ）とに対して逆になるが、動作は図１の例と同じであることは明らかである。

図６（Ａ）を参照すると、図４に示した電池装着検出部２０の他の例を示しており、バッテリモジュール２００側に突出部２４を設けておき、装置本体１００側に、これに対応する位置にスイッチ１４を設けたものである。スイッチ１４の一方をグランド電位（ＧＮＤ）とし、他方を抵抗Ｒによりバックアップ電源（ＢＫＢＡＴ）へプルアップする構成である。この例においても、バッテリモジュール２００が装置本体１００に装着されることにより、電池装着検出信号２０１がグランド電位となり、非装着でバックアップ電源電圧（ＢＫＢＡＴ）となる。

また、図６（Ｂ）を参照すると、図４に示した電池装着検出部２０の別の例を示しており、バッテリモジュール側の突出部２４に対応して、装置本体側にフォトインタラプタ１５を設けておき、この突出部２４によるフォトインタラプタ１５内の光の遮断状態に応じた出力を、電池装着検出信号２０１として用いることができる。図６（Ａ），（Ｂ）のいずれの構成でも、電池装着検出信号１０２の論理は、図１の電池電圧（ＶＢＡＴ）に対して逆となるが、動作は図１の例と同じである。

電池装着検出部２０の例は、図５、図６に限定されることなく、種々の構造が使用できることは明らかである。また、以上の各実施の形態は、携帯電話機の他、ＰＤＡやノート型パーソナルコンピュータなどの電池の着脱が可能な携帯端末装置に広く適用できることは明らかである。

本発明の実施の形態を示す回路図である。 図１の回路において、通常の電源オフ時の動作を示すタイミングチャートである。 図１の回路において、瞬断時の動作を示すタイミングチャートである。 本発明の他の実施の形態のブロック図である。 図４の電池装着検出部２０の一例を示す図である。 図４の電池装着検出部２０の他の例を示す図である。

符号の説明

１０ 瞬断検出回路
２０ 電池装着検出部
１０１ レジスタ
１０２ カウンタ
１０３ 比較器
１０４ アンドゲート
１０５ ＤＦＦ

Claims (5)

1. 電池により動作する装置の瞬断復帰回路であって、前記電池電圧の低下期間をカウントするカウンタと、前記カウンタ出力と基準値とを比較する比較器とを含み、この比較出力に応じて瞬断復帰信号を生成するようにしたことを特徴とする瞬断復帰回路。
2. 前記瞬断復帰信号は装置の電源制御回路に対する電源オン指令信号であり、前記比較器において前記カウンタ出力が前記基準値より小と判定された場合に、前記電源オン指令信号を生成する信号生成手段を、更に含むことを特徴とする請求項１記載の瞬断復帰回路。
3. 前記比較器において前記カウンタ出力が前記基準値以上と判定された場合に、前記信号生成手段の前記電源オン指令信号の生成を阻止するようにしたことを特徴とする請求項２記載の瞬断復帰回路。
4. 前記電池の前記装置への装着の有無を検出する電池装着検出手段を設け、前記カウンタが、前記電池電圧の低下期間をカウントする代わりに、この装着無しの信号発生期間をカウントするようにしたことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の瞬断復帰回路。
5. バックアップ電源で動作することを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の瞬断復帰回路。

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