JP2006230073A

JP2006230073A - 電源装置

Info

Publication number: JP2006230073A
Application number: JP2005039245A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Kagiwada; 啓介鍵和田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2005-02-16
Filing date: 2005-02-16
Publication date: 2006-08-31

Abstract

【課題】最適なソフトスタート時間で動作する電子機器を実現する。電子機器で使用する電池の電池容量を有効に使用できるようにする。さらに、すばやく動作を開始できる電子機器を提供する。
【解決手段】電池容量が低下した場合においても、電池電圧に合わせたソフトスタート時間を設定することで、電池にかかる急激な負荷によって電池の動作可能電圧範囲を下回ってしまうことを無くし、さらに、各動作モードにおいて、最適なソフトスタート時間を設定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電源制御ＩＣの起動時間を制御するソフトスタート機能のソフトスタート時間を制御する電子機器に関するものである。

電源制御ＩＣには大きな突入電流を防止するために、電源制御ＩＣをＯＮするときには、起動時間を調節するソフトスタート機能を有するものが存在する。しかし、ソフトスタート時間は設計時に設定し、その後も一定であるため、電池容量が低下してきた場合においても、ソフトスタート時間は設計時に決めた値と同じであるように構成されていた。

又、別の従来例としては、特許文献１及び特許文献２をあげることが出来る。
特開２００１−００８４６２号公報特開平０８−０６５９１７号公報

しかしながら、電池電圧は負荷が加わると、内部抵抗の影響で無負荷時に比べて電池電圧は低下する。しかも、負荷が大きければ大きいほど、電圧は急激に低下する。そして、電池容量が低下し、電池電圧が電池の最終放電電圧付近であるときには、電池容量がまだあるにもかかわらず、負荷により、電池電圧が急激に低下し、それにより電池残量がゼロと判断され、電池容量のすべてを使い切ることができないことがあった。

また、機器の動作モードにより電源制御ＩＣを起動する優先順位は異なるので、常に一定のソフトスタート時間では電源制御ＩＣの立ち上がり時間が長くかかってしまうこともあった。

本発明は、次のような手段によって、上述した課題の解決を達成している。

電池電圧を検出する電圧検出手段と、電池温度を検出する温度検出手段と、負荷に所定の電圧を供給するための電圧供給手段と、前記電圧供給手段のソフトスタートを制御するためのソフトスタート制御手段を有する電源装置において、前記電圧検出手段から検出した電池電圧と前記温度検出手段から検出した電池温度から前記電圧供給手段により電圧を供給開始するときに突入電流が所定の値を超えないように、前記ソフトスタート制御手段によりソフトスタート時間を制御することを特徴とする電源装置を構成することにより、上述した課題を解決する。

前記電圧供給手段を複数有すること特徴とする請求項１に記載の電源装置を構成することにより、上述した課題を解決する。

前記ソフトスタート制御手段は、前記電圧供給手段により電圧の供給を開始するタイミングも制御することを特徴とする請求項２に記載の電源装置を構成することにより、上述した課題を解決する。

外部電源による電源供給を検出する外部電源検出手段を有し、前記外部電源検出手段の出力により外部電源が接続されていることを検出した場合は、ソフトスタート制御手段により所定のソフトスタート時間で電源供給手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の電源装置を構成することにより、上述した課題を解決する。

以上説明した本実施例により、最適なソフトスタート時間で動作する電子機器が実現でき、電池容量が低下した場合においても、電池電圧に合わせたソフトスタート時間を設定することで、電池にかかる急激な負荷によって電池の動作可能電圧範囲を下回ってしまうことを無くし、電子機器で使用する電池の電池容量を有効に使用できるようになる。さらに、各動作モードにおいて、最適なソフトスタート時間を設定することで、すばやく動作を開始できる電子機器が構成できる。

以下添付図面に従って、本発明を好適な実施形態に従って詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図２は、本発明を実施するための電子機器の概観図である。

図２において、３０１は携帯端末本体である。

携帯端末３０１は、表示部３０２、通信装置３０３、音楽装置３０４、撮影装置３０５、携帯端末の動作モードを選択するためのプッシュスイッチ１２１〜１２３を備えている。

図１は、本発明の電子機器の構成を示すブロック図である。

図１において、１０５は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）であり、本電子機器の動作を制御する。また、各電源制御ＩＣ１〜電源制御ＩＣ４１１２〜１１５のソフトスタート時間の設定を行う。

ＣＰＵ１０５には、ＣＰＵ１０５の電源を供給するためのＣＰＵ電源部１０３、電池電圧検出部１０２、電池温度検出部１２０、外部電源検出部１１７、ソフトスタート制御部１０４、制御プログラム及び後述する複数の情報テーブルを記憶しているＲＯＭ（リードオンリーメモリ）１０６、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）１０７、ＳＷ（スイッチ）などの入力デバイス１１８が接続されている。

ＣＰＵ電源部１０３は、外部電源１１６または電池１０１によりＣＰＵ１０５に電力を供給する。

電池電圧検出部１０２は、Ａ／Ｄなどで構成され、電池１０１の電圧を検出し、電池電圧検出部１０２を通じて、ＣＰＵ１０５に電池１０１の電圧値を伝える。

電池温度検出部１２０は、サーミスタなどで構成され、電池１０１の温度を検出し、電池温度検出部１２０を通じて、ＣＰＵ１０５に電池１０１の温度を伝える。

外部電源検出部１１７は、ＡＣアダプタなどの外部電源１１６が接続されているかを検出し、ＣＰＵ１０５に外部電源のあり／なしを伝える。

入力デバイス１１８は、本実施例では、プッシュスイッチＳＷ１〜ＳＷ３１２１〜１２３で構成されている。

ここで動作モードとは、本実施例において、音楽モード、通信モード、撮影モードなどである。

また、動作モードの選択において、音楽モード＋撮影モードのように複数のモードが同時に選択されてもよい。

ＣＰＵ１０５は、電池電圧検出部１０２より検出した電池１０１の電圧値と、電池温度検出部１２０より検出した電池１０１の電池温度と、入力デバイス１１８より検出した動作モードから、それぞれの電源制御ＩＣ１１２〜１１５のソフトスタート時間を設定する。

ソフトスタート制御部１０４は、ＣＰＵ１０５により設定されたソフトスタート時間で、各電源制御ＩＣ１〜電源制御ＩＣ４１１２〜１１５を動作させる。

各電源制御ＩＣ１〜電源制御ＩＣ４１１２〜１１５は、それぞれに負荷１〜負荷４１０８〜１１１が接続されている。

ここで、負荷１〜負荷４１０８〜１１１とは、本実施例において、音楽を聴くための音楽モジュール、通信をするための通信モジュール、カメラを動作させるカメラモジュールなどである。

図３は、ＣＰＵ１０５が、ソフトスタート制御部１０４で、電源制御ＩＣ１１１２のソフトスタート時間を設定する方法の一例である。

電源制御ＩＣ１１１２は、ソフトスタート機能があり、２つのピンに接続される抵抗Ｒ及びコンデンサＣの値によって、以下に示す式によりソフトスタート時間Ｔが設定できる電源制御ＩＣである。

Ｔ＝Ｒ（Ω）×Ｃ（Ｆ）×Ｋ（Ｋ：定数）
ソフトスタート制御部１０４は、電源制御ＩＣ１１１２のソフトスタート時間を決めるパラメータである抵抗５０１及びコンデンサ５０２〜５０５と、電源制御ＩＣ１１１２のソフトスタート時間を決めるコンデンサ５０２〜５０５を選択するためのアナログスイッチ１〜アナログスイッチ４５０６〜５０９のから構成されている。

ここでは、コンデンサ５０２〜５０５をパラメータとし、アナログスイッチ５０６〜５０９で選択するように構成したが、コンデンサではなく抵抗をパラメータにしたり、アナログスイッチではなくトランジスタやＦＥＴを選択したりしてもよい。

ソフトスタート制御部１０４は、ＣＰＵ１０５で、電池電圧検出部１０２より検出した電池１０１の電圧値と、電池温度検出部１２０より検出した電池１０１の電池温度と、入力デバイス１１８より検出した動作モードから、設定したソフトスタート時間を満たすような、コンデンサ５０２〜５０５の値を、アナログスイッチ５０６〜５０９で選択する。

図４は、ＣＰＵ１０５が、ソフトスタート時間を決定するまでの動作を示したフローチャート図である。

電池１０１または外部電源１１６により、ＣＰＵ電源部１０３から、ＣＰＵ１０５に電源が供給されると、ＣＰＵ１０５はＲＯＭ１０６に格納されたプログラムに従い制御を開始する。

ステップＳ２０１において、ＣＰＵ１０５は、動作モードを指定するＳＷ１〜ＳＷ３１２１〜１２３によるキー入力がない間はキー入力待ち状態を維持する。

ステップＳ２０２において、ＣＰＵ１０５は、ステップＳ２０１で、動作モードを指定するＳＷ１〜ＳＷ３１２１〜１２３によるキー入力があった場合、入力されたキーの動作モードを検出し、ＲＡＭ１０７にキー入力された動作モードを格納する。

ステップＳ２０３において、ＣＰＵ１０５は、外部電源検出部１１７により、外部電源１１６で動作していない場合、ＲＡＭ１０７に外部電源がないというデータを格納し、ステップＳ２０４に進み、ステップＳ２０４からの処理を行う。

また、ステップＳ２０３において、ＣＰＵ１０５は、外部電源検出部１１７により、外部電源１１６で動作している場合、ＲＡＭ１０７に外部電源があるというデータを格納し、ステップＳ２０６に進み、ステップＳ２０６からの処理を行う。

ステップＳ２０４において、ＣＰＵ１０５は、電池電圧検出部１０２により、電池１０１の電圧値を検出し、ＲＡＭ１０７に電池１０１の電圧値を格納する。

ステップＳ２０５において、ＣＰＵ１０５は、電池温度検出部１２０により、電池１０１の温度を検出し、ＲＡＭ１０７に電池１０１の温度を格納する。

以下、ステップＳ２０６のソフトスタート時間設定において、必要なソフトスタートテーブルについて説明する。

図５は、ソフトスタートテーブル４０１の構成例である。

ソフトスタートテーブル４０１は、ステップ２０２で動作モードを指定するＳＷ１〜ＳＷ３１２１〜１２３によって入力された動作モード、ステップＳ２０３で外部電源検出部１１７により検出した外部電源があり／なしデータ、ステップＳ２０４で電池電圧検出部１０２により検出した電池１０１の電圧値、ステップＳ２０５で電池温度検出部１２０により検出した電池１０１の温度をパラメータにしたときの、すべての場合についてのソフトスタート時間をすべて記録したデータベースである。

ここで、ソフトスタートテーブル４０１のソフトスタート時間は、以下のように設定する。

図６は、各電源制御ＩＣの立ち上がり時の時間と電流の関係図（Ａ）である。
図６における電流限界値とは、電源制御ＩＣの定格値、かつ、負荷に流れる電流による電池電圧の低下により、電池の動作可能電圧範囲を下回らない値である。

ここで、電池電圧の低下は電池の放電量及び温度によって変化する。

ＣＰＵ１０５によって設定されるソフトスタート時間は、図６（ａ）のように、電流制御ＩＣ１の電流値と電流制御ＩＣ２の電流値の和が電流限界値を超えないように、かつ、できるだけ短い時間で動作するように設定する。

図６（ｂ）では、電流制御ＩＣ１の電流値と電流制御ＩＣ２の電流値の和が電流限界値を超えてしまうので、このようにならないように設定する。

図４のステップＳ２０６において、ＣＰＵ１０５は、ＲＡＭ１０７に格納されているステップＳ２０２で検出した動作モード、ステップＳ２０３で検出した外部電源のあり／なしデータ、ステップＳ２０４で検出した電池１０１の電圧値、ステップＳ２０５で検出した電池１０１の温度に対応する、各電源制御ＩＣ１〜電源制御ＩＣ４１１２〜１１５のソフトスタート時間を、ＲＯＭ１０６に予め格納されているソフトスタートテーブル４０１の中から選択し、各電源制御ＩＣ１〜電源制御ＩＣ４１１２〜１１５のソフトスタート時間をＲＡＭ１０７に格納する。

ステップＳ２０７において、ＣＰＵ１０５は、ステップＳ２０６でＲＡＭ１０７に格納したソフトスタート時間で、各電源制御ＩＣ１〜電源制御ＩＣ４１１２〜１１５が動作するように、ソフトスタート制御部１０４を制御する。

ステップＳ２０８において、各電源制御ＩＣ１〜電源制御ＩＣ４１１２〜１１５は、ステップＳ２０６でＲＡＭ１０７に格納したソフトスタート時間で動作を開始する。

ステップＳ２０９において、本実施例の電子機器は、ステップＳ２０１で、ＳＷ１〜ＳＷ３１２１〜１２３によるキー入力で指定された動作モードが実行され、終了するとステップＳ２０１からの処理に戻る。

（第２の実施形態）
本実施の形態は、第１の実施形態に対してソフトスタート情報テーブルとソフトスタート時間の設定方法を変更したもので、ソフトスタート時間だけでなく、電源制御ＩＣの起動時間も変えられるようにした。

以下、本実施形態の電子機器において、ソフトスタート情報テーブル２６０１とソフトスタートの時間の設定方法について説明する。

なお、本実施形態における電子機器の構成図、概観図、ソフトスタート時間を設定する方法、ＣＰＵ１０５の動作を示すフローチャートはそれぞれ図１、２、３、４に示し、第１の実施形態と同じである。

図７は、図４のステップＳ２０６のソフトスタート時間設定において、必要なソフトスタートテーブル２６０１の構成例である。

ソフトスタートテーブル６０１は、ステップ２０２で動作モードを指定するＳＷ１〜ＳＷ３１２１〜１２３によって入力された動作モード、ステップＳ２０３で外部電源検出部１１７により検出した外部電源があり／なしデータ、ステップＳ２０４で電池電圧検出部１０２により検出した電池１０１の電圧値、ステップＳ２０５で電池温度検出部１２０により検出した電池１０１の温度をパラメータにしたときの、すべての場合についてのソフトスタート時間及び各電源制御ＩＣ１〜電源制御ＩＣ４１１２〜１１５を起動するまでの起動時間をすべて記録したデータベースである。

ここで、ソフトスタートテーブル２６０１のソフトスタート時間は、以下のように設定する。

図８は、各電源制御ＩＣの立ち上がり時の時間と電流の関係図（Ｂ）である。
図８における電流限界値とは、電源制御ＩＣ及び回路全体の仕様を満たす値、かつ、負荷に流れる電流による電池電圧の低下が電池の動作可能範囲を下回らない値である。

ここで、電池電圧の低下はＳ２０４で検出した電池１０１の電圧値、Ｓ２０５で検出した電池１０１の温度によって変化する。

ＣＰＵ１０５によって設定されるソフトスタート時間は、図８のように、電流制御ＩＣ１の電流値と電流制御ＩＣ２の電流値の和が電流限界値を超えないように、かつ、できるだけ短い時間で動作するように設定する。

以上説明した本実施例により、最適なソフトスタート時間で動作する電子機器が実現できた。

本発明の電子機器の構成を示すブロック図である。本発明を実施するための電子機器の概観図である。図１のＣＰＵ１０５が、ソフトスタート制御部１０４で、電源制御ＩＣ１１１２のソフトスタート時間を設定する方法の一例である。図１のＣＰＵ１０５が、ソフトスタート時間を決定するまでの動作を示したフローチャート図である。ソフトスタートテーブル４０１の構成例である。電源制御ＩＣの立ち上がり時の時間と電流の関係図（Ａ）である。ソフトスタートテーブル２６０１の構成例である。電源制御ＩＣの立ち上がり時の時間と電流の関係図（Ｂ）である。

符号の説明

１０１電池
１０２電池電圧検出部
１０３ＣＰＵ電源部
１０４ソフトスタート制御部
１０５ＣＰＵ
１０６ＲＯＭ
１０７ＲＡＭ
１１６外部電源
１１７外部電源検出部
１１８入力デバイス

Claims

電池電圧を検出する電圧検出手段と、電池温度を検出する温度検出手段と、負荷に所定の電圧を供給するための電圧供給手段と、前記電圧供給手段のソフトスタートを制御するためのソフトスタート制御手段を有する電源装置において、前記電圧検出手段から検出した電池電圧と前記温度検出手段から検出した電池温度から前記電圧供給手段により電圧を供給開始するときに突入電流が所定の値を超えないように、前記ソフトスタート制御手段によりソフトスタート時間を制御することを特徴とする電源装置。
前記電圧供給手段を複数有すること特徴とする請求項１に記載の電源装置。
前記ソフトスタート制御手段は、前記電圧供給手段により電圧の供給を開始するタイミングも制御することを特徴とする請求項２に記載の電源装置。
外部電源による電源供給を検出する外部電源検出手段を有し、前記外部電源検出手段の出力により外部電源が接続されていることを検出した場合は、ソフトスタート制御手段により所定のソフトスタート時間で電源供給手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。