JP2007114824A - 電源制御手段 - Google Patents

Abstract

【課題】多くの電池駆動機器は、電池の消費を抑制するため、各回路の低消費電力化とともに電源ＯＦＦ時の待機電力の抑制や未操作時のオートパワーオフ機能が不可欠となっている。機械式接点スイッチを用いての電源ＯＦＦと、オートパワーオフ機能を両立する必要がある。
【解決手段】本発明にかかる電源制御手段は、オートパワーオフ後において、機械式スイッチを用いて電池とＤＣ−ＤＣコンバータの接続を切断した後、ＤＣ−ＤＣコンバータのイネーブル端子の電圧レベルのレベル保持を解除することにより、再度接続した時に正常にＤＣ−ＤＣコンバータが駆動し、マイクロコンピュータなどに電源が供給され機器が正常に動作させることができ、機械式スイッチによる電源のオン・オフとオートパワーオフ機能を両立させることが容易に可能となる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、機械式スイッチを持ち、電池で駆動する機器に関するものである。

近年、デジタル情報機器においても電圧１．２Ｖ程度の電池（充電池・乾電池）一本を駆動源とする電池駆動のデジタル情報機器が増加している。このような機器は、電池電圧を２〜３倍程度に昇圧するＤＣ−ＤＣコンバータと、前記ＤＣ−ＤＣコンバータで昇圧された出力で駆動されるマイクロコンピュータ及び信号処理ＬＳＩなどの回路を備えている。
上記、電池駆動のデジタル情報機器においては、電池の消費を抑制するため、各回路の低消費電力化と共に電源ＯＦＦ時の待機電力の抑制や未操作時のオートパワーオフ機能が必要となってくる。（例えば特許文献１参照）
特開２００５−４４４６２号公報

従来の多くの電池駆動機器は、電源ＯＦＦ時やオートパワーオフ時においても上記ＤＣ−ＤＣコンバータに電池電圧を常時印加し駆動状態にしておき、その出力をマイクロコンピュータなどの回路に供給している状態で、マイクロコンピュータのクロックを停止させておき、機器の起動開始条件の一つをユーザーが実行したとき、前記マイクロコンピュータのクロック発振を開始させて動作状態にするという起動手段が講じられている。

この起動手段の場合、電源ＯＦＦ時やオートパワーオフ時においてマイクロコンピュータのクロックを停止しているだけであって、昇圧回路であるＤＣ−ＤＣコンバータやその出力が供給されているマイクロコンピュータを主とする各回路は動作状態にあり、待機時においても電池が消耗されている。そのため、機器に電池を挿入したまま、長期間放置しておくと、使用できなくなっていたり、電池が液漏れを起こしているということがあった。

一方、電源ＯＦＦ時やオートパワーオフ時に昇圧回路の動作自体を非駆動状態させ、その出力側にあるマイクロコンピュータを主とした負荷に電力を供給しないようにすることで、電源ＯＦＦ時やオートパワーオフ時の消費電力を抑制する手段が講じられているものがある。この手段の場合、昇圧回路の出力側に接続されている負荷の消費電力はゼロであることから、待機時の消費電力は、電池から昇圧回路ＤＣ−ＤＣコンバータ間に接続されている回路の消費電力のみとなる。

しかしながら、電源ＯＦＦ時やオートパワーオフ時にしている場合においても、微弱ながら電池は消耗していることになる。また、電源ＯＦＦ状態にもかかわらず微弱ながらも電力を消費しているため、正確には電源ＯＦＦとは言えない。そこで、機械式接点スイッチを用いることによって、電源ＯＦＦ状態では電力消費がない構成にすることにより、非使用時の電池消耗をなくす手法をとる場合がある。しかし、この手段の場合、オートパワーオフ機能と電源ＯＦＦ状態の手順が異なるため、オートパワーオフ機能を搭載することができなかった。

本発明に係る携帯型デジタル情報機器の待機消費電力等の抑制については、特許文献１のような例が強いて挙げられるが、この技術は機械式スイッチを用いておらず、電源ＯＦＦ状態においても昇圧回路で電力を消費しているため、今回の電源制御手段に直接関連す
るものではない。本発明は、上記に示すように、従来の電源制御手段において、機械式接点スイッチとオートパワーオフ機能を両立することが出来なかった課題を少ない部品点数で解決することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る電源制御手段は、電池を駆動源とする機器において、少なくとも電池電圧を昇圧するＤＣ−ＤＣコンバータと、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力によって駆動されるマイクロコンピュータと、電池とＤＣ−ＤＣコンバータの接続・非接続を切り替える機械式スイッチと、ＤＣ−ＤＣコンバータのイネーブル端子の電圧レベルを保持するレベル保持部とを具備し、前記マイクロコンピュータはレベル保持部に対しレベル保持解除信号を出すことを特徴とする。

また、本発明の請求項２にかかるマイクロコンピュータは、一定時間操作が行われない場合、レベル保持部に対し、レベル保持解除信号を出す手段を具備することを特徴とする。

また、本発明の請求項３にかかるレベル保持部は、マイクロコンピュータが出すレベル保持解除信号により、ＤＣ−ＤＣコンバータのイネーブル端子の電圧レベルをディスエイブル状態に保持する手段を具備することを特徴とする。

また、本発明の請求項４にかかるレベル保持部は、機械式スイッチによって電池とＤＣ−ＤＣコンバータの接続が切り離された後、機械式スイッチによって電池とＤＣ−ＤＣコンバータの接続がなされたとき、ＤＣ−ＤＣコンバータのイネーブル端子の電圧レベルをイネーブル状態に保持する手段を具備することを特徴とする。

また、本発明の請求項５にかかるレベル保持部は、請求項３の手段によってＤＣ−ＤＣコンバータが非動作状態になった後、機械式スイッチによって電池とＤＣ−ＤＣコンバータの接続が切り離し、再度、機械式スイッチによって電池とＤＣ−ＤＣコンバータの接続がなされたとき、ＤＣ−ＤＣコンバータのイネーブル端子の電圧レベルをイネーブル状態に保持する手段を具備することを特徴とする。

本発明により、オートパワーオフ後において、機械式スイッチを用いて電池とＤＣ−ＤＣコンバータの接続を切断した後、再度接続した時にも正常にＤＣ−ＤＣコンバータが駆動し、マイクロコンピュータなどに電源が供給され機器が正常に動作させることができ、、機械式スイッチによる電源のオン・オフとオートパワーオフ機能を両立させることが容易に可能となる。

以下、本発明の電源制御手段について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第一の実施例における電源制御手段を示すものである。

図１において、電源制御手段は、主に１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８の回路部および回路部品で構成される。また、１０９、１１０は本発明の電源制御手段を内蔵したデジタル情報機器に接続される記憶媒体であり、１０４は１０９、１１０とを制御し、データ通信を行う。駆動源となる電池１００とＤＣ−ＤＣコンバータ１０２の接続・非接続を切替える機械式スイッチ１０１を持ち、マイクロコンピュータ１０４は１０２の出力Ｖｏｕｔによって動作する。抵抗１０５は信号線ＨＲｅｓｅｔをプルアップするものであり、コンデンサ１０６はＤＣ−ＤＣコンバータのバイパスコンデンサである。レベル保持部１０３は１００から供給される電力で駆動し、Ｖｂ
ａｔｔのレベルをＣＥに出力する。また、１０３は信号線ＨＲｅｓｅｔおよび信号線ＳＲｅｓｒｔのレベルが変更されない限り、信号線ＣＥの電圧レベルを保持する。１０１は１０３を制御する信号線ＨＲｅｓｅｔの電圧レベルを変更する。１０３は、ＳＲｅｓｅｔの電圧レベルがＨＩＧＨになった場合、ＣＥをＬＯＷレベルに移行させる。

図２は、１０１によってＶｂａｔｔと１０２，１０３を接続、ＨＲｅｓｅｔをＬＯＷレベルと非接続としたときのタイミングチャートである（スイッチ投入時）。図３は、１０４から信号線ＳＲｅｓｅｔにＨＩＧＨレベルの信号が出力されたときのタイミングチャートである（オートパワーオフ時）。図４は、オートパワーオフ中に１０１によってＶｂａｔｔと１０２，１０３を非接続、ＨＲｅｓｅｔをＬＯＷレベルと接続としたときのタイミングチャートである（オートパワーオフ中スイッチ遮断時）。図５は、オートパワーオフ中に１０１によってＶｂａｔｔと１０２，１０３のみを非接続にした後、瞬時に再接続したときのタイミングチャートである。図６は、オートパワーオフ中に１０１によってＶｂａｔｔと１０２，１０３を非接続にすると同時にＨＲｅｓｅｔをＬＯＷレベルに接続した後、瞬時にＶｂａｔｔと１０２，１０３を接続すると同時にＨＲｅｓｅｔをＬＯＷレベルと非接続にしたときのタイミングチャートである。図７は、非オートパワーオフ中に１０１によってＶｂａｔｔと１０２，１０３を非接続、ＨＲｅｓｅｔをＬＯＷレベルと接続としたときのタイミングチャートである図８は、非オートパワーオフ中に１０１によってＶｂａｔｔと１０２，１０３のみを非接続にした後、瞬時に再接続したときのタイミングチャートである。図９は、オートパワーオフ中に１０１によってＶｂａｔｔと１０２，１０３を非接続にすると同時にＨＲｅｓｅｔをＬＯＷレベルに接続した後、瞬時にＶｂａｔｔと１０２，１０３を接続すると同時にＨＲｅｓｅｔをＬＯＷレベルと非接続にしたときのタイミングチャートである。

本発明の電源制御手段におけるスイッチ投入時の動作について、図２を用いて説明する。ユーザーが１０１によって１００とＶｂａｔｔ線を接続すると、１０２、１０３に１００から電力が供給され、１０３はＣＥ線にＨＩＧＨを出力する。また、１０５によってＨＲｅｓｅｔの電圧レベルはＨＩＧＨレベルとなり、レベル保持部は信号線ＣＥのレベルをＨＩＧＨレベル状態で保持する。故に、１０２はＶｏｕｔへ電力を出力する。これによって、１０４は電力を供給され駆動を開始する。

本発明の電源制御手段におけるオートパワーオフ時の動作について、図３を用いて説明する。１０７によるユーザーからの入力が一定時間行われない場合、もしくは本発明の電源制御手段に接続された１０９、１１０と１０４の間で一定時間通信が行われない場合、、１０４は信号線ＳＲｅｓｅｔにＨＩＧＨレベルを出力する。１０３は信号線ＣＥの電圧レベルをＬＯＷレベル状態に移行させる。これによって、１０２はＶｏｕｔへの電力の出力を停止する。そのため、１０４は停止し、ＳＲｅｓｅｔへＨＩＧＨレベルを出力することも出来なくなりＬＯＷレベルとなる。しかし、１０３には１００から電力が供給されているため、駆動状態を維持しており、信号線ＣＥの電圧レベルはＬＯＷレベルに保持されたままになるため、１０２は停止状態を維持する。故に、１０２はＶｏｕｔへ電力を出力しない。この処理は、請求項２及び請求項３の手段に基づいて行われるものである。

本発明の電源制御手段におけるオートパワーオフ中にスイッチ遮断時の動作について、図４を用いて説明する。ユーザーが１０１によって１００とＶｂａｔｔ線を非接続にすると、１０２、１０３に１００から電力が供給されないため、スイッチが遮断された状態では１００は全く消耗しない。

本発明の電源制御手段におけるオートパワーオフ中にスイッチを遮断した後に瞬時にスイッチ接続した際の動作について、図５・図６を用いて説明する。ＨＲｅｓｅｔ信号線を使用しない場合について、図５を用いて説明する。ユーザーが１０１によって１００とＶ
ｂａｔｔ線を非接続にすると、１０２、１０３に１００から電力が供給されない。しかし、１００がＶｂａｔｔと接続されている時に１０６にチャージされた電荷がなくなるまでは、１０６によって１０３に電力が供給される。したがって、１０６にチャージされた電荷がなくならない間に１０１により、１００とＶｂａｔｔ線が再接続されると、１０３は駆動状態を維持する。すなわち信号線ＣＥはＬＯＷレベルに保持されたままとなり、１０２はＶｏｕｔへ電力を出力しない。そのため、スイッチ投入時と同様に１０１によって１００とＶｂａｔｔ線を接続しているにもかかわらず、機器は非動作状態となる。

一方、ＨＲｅｓｅｔ信号線を使用した場合について、図６を用いて説明する。ユーザーが１０１によって１００とＶｂａｔｔ線を非接続にすると、同時にＨＲｅｓｅｔがＬＯＷレベルとなり、１０３はリセットされる。一方、１００がＶｂａｔｔと接続されている時に１０６にチャージされた電荷がなくなるまでは、１０６によって１０３に電力が供給される。したがって、１０６にチャージされた電荷がなくならない間に１０１により、１００とＶｂａｔｔ線が再接続されると、１０３は駆動状態を維持する。一方、ＨＲｅｓｅｔはＨＩＧＨレベルとなり、ＣＥがＨＩＧＨとなる。したがって、１０２はＶｏｕｔに電力を出力する。すなわち、１０６に電荷がチャージされていたとしても、ユーザーが１０１によって行った１００とＶｂａｔｔ線の接続動作が、１０２による１０４への電力の供給へ確実に反映される。この処理は、請求項５に基づいて行われるものである。

本発明の電源制御手段における非オートパワーオフ中にスイッチを遮断した時の動作について図７を用いて説明する。ユーザーが１０１によって１００とＶｂａｔｔ線を非接続にすると、同時にＨＲｅｓｅｔがＬＯＷレベルとなり、ＣＥのレベルがＬＯＷになる。故に、１０２はＶｏｕｔへ電力を出力しない。この処理は、請求項４の手段に基づいて行われるものである。

本発明の電源制御手段における非オートパワーオフ中にスイッチ遮断した後に瞬時にスイッチ接続した際の動作について、図８・図９を用いて説明する。ＨＲｅｓｅｔ信号線を使用しない場合について、図８を用いて説明する。ユーザーが１０１によって１００とＶｂａｔｔ線を非接続にすると、１０２、１０３に１００から電力が供給されない。しかし、１００がＶｂａｔｔと接続されている時に１０６にチャージされた電荷がなくなるまでは、１０６によって１０３に電力が供給される。したがって、１０６にチャージされた電荷がなくならない間に１０１により、１００とＶｂａｔｔ線が再接続されると、１０３は駆動状態を維持する。すなわち信号線ＣＥはＨＩＧＨレベルに保持されたままとなり、１０２はＶｏｕｔへ電力を出力する。故に、ユーザーが１０１によって行った１００とＶｂａｔｔ線の接続動作が、１０２による１０４への電力の供給へ確実に反映される。この処理は、請求項５の手段に基づいて行われるものである。

一方、ＨＲｅｓｅｔ信号線を使用した場合について、図９を用いて説明する。ユーザーが１０１によって１００とＶｂａｔｔ線を非接続にすると、同時にＨＲｅｓｅｔがＬＯＷレベルとなり、１０３はリセットされる。一方、１００がＶｂａｔｔと接続されている時に１０６にチャージされた電荷がなくなるまでは、１０６によって１０３に電力が供給される。したがって、１０６にチャージされた電荷がなくならない間に１０１により、１００とＶｂａｔｔ線が再接続されると、１０３は駆動状態を維持し、ＨＲｅｓｅｔはＨＩＧＨレベルとなり、ＣＥがＨＩＧＨとなる。したがって、１０２はＶｏｕｔへ電力を出力する。故に、ユーザーが１０１によって行った１００とＶｂａｔｔ線の接続動作が、１０２による１０４への電力の供給へ確実に反映される。この処理は、請求項５の手段に基づいて行われるものである。

前記の実施例によって、課題となっていた機械式スイッチとオートパワーオフ機能を両立させることが可能となる。したがって、オートパワーオフ機能によって未使用時の待機
電力を低減させると共に、電源スイッチＯＦＦ時には電池の消耗をゼロにすることが可能となる。

本発明にかかる電源制御手段は、機械式スイッチを用いる際においてもオートパワーオフおよびオートパワーオフからの復帰を正確に行うことが可能となり、電源ＯＦＦ時における消費電力の抑制し、電池の漏液を防ぐことが可能となるため、電池を駆動源とするデジタル情報機器において、機械式スイッチによる電源のオン・オフとオートパワーオフを両立して利用することができる。

本発明の実施形態における回路構成を表すブロック回路図 本発明の実施形態におけるスイッチ投入時のタイミングチャート 本発明の実施形態におけるオートパワーオフ時のタイミングチャート 本発明の実施形態におけるオートパワーオフ中のスイッチ遮断時のタイミングチャート 本発明の実施形態におけるＨＲｅｓｅｔ信号線を使用しない場合でのオートパワーオフ中にスイッチ遮断・接続を瞬時に行った時のタイミングチャート 本発明の実施形態におけるＨＲｅｓｅｔ信号線を使用する場合でのオートパワーオフ中にスイッチ遮断・接続を瞬時に行った時のタイミングチャート 本発明の実施形態における非オートパワーオフ中のスイッチ遮断時のタイミングチャート 本発明の実施形態におけるＨＲｅｓｅｔ信号線を使用しない場合での非オートパワーオフ中にスイッチ遮断・接続を瞬時に行った時のタイミングチャート 本発明の実施形態におけるＨＲｅｓｅｔ信号線を使用する場合での非オートパワーオフ中にスイッチ遮断・接続を瞬時に行った時のタイミングチャート

符号の説明

１００ 電池
１０１ 電源スイッチ
１０２ ＤＣ−ＤＣコンバータ
１０３ レベル保持部
１０４ マイクロコンピュータ
１０５ プルアップ抵抗
１０６ バイパスコンデンサ
１０７ ユーザインターフェイススイッチ
１０８ プルアップ抵抗
１０９ 記憶媒体１
１１０ 記憶媒体２

Claims (6)

1. 電池を駆動源とする機器において、少なくとも電池電圧を昇圧するＤＣ−ＤＣコンバータと、
   前記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力によって駆動されるマイクロコンピュータと、
   電池とＤＣ−ＤＣコンバータの接続・非接続を切り替える機械式スイッチと、
   ＤＣ−ＤＣコンバータのイネーブル端子の電圧レベルを保持するレベル保持部とを具備し、前記マイクロコンピュータはレベル保持部に対しレベル保持解除信号を出すことを特徴とする電源制御手段。
2. マイクロコンピュータは、一定時間操作が行われない場合、レベル保持部に対し、レベル保持解除信号を出す手段を具備した請求項１の電源制御手段。
3. レベル保持部は、マイクロコンピュータが出すレベル保持解除信号により、ＤＣ−ＤＣコンバータのイネーブル端子の電圧レベルをディスエイブル状態に保持する手段を具備した請求項１の電源制御手段。
4. レベル保持部は、機械式スイッチによって電池とＤＣ−ＤＣコンバータの接続が切り離された後、機械式スイッチによって電池とＤＣ−ＤＣコンバータの接続がなされたとき、ＤＣ−ＤＣコンバータのイネーブル端子の電圧レベルをイネーブル状態に保持する手段を具備した請求項１の電源制御手段。
5. レベル保持部は、請求項３の手段によってＤＣ−ＤＣコンバータが非動作状態になった後、機械式スイッチによって電池とＤＣ−ＤＣコンバータの接続が切り離し、再度、機械式スイッチによって電池とＤＣ−ＤＣコンバータの接続がなされたとき、ＤＣ−ＤＣコンバータのイネーブル端子の電圧レベルをイネーブル状態に保持する手段を具備した請求項１の電源制御手段。
6. 少なくとも２つ以上の可搬型記憶媒体装着部を持ち、可搬型記憶媒体装着部に装着された可搬型記憶媒体のうち選択した可搬型記憶媒体装着部に装着されている複写元可搬型記憶媒体に記録されているデータを少なくとも１つ以上の異なる可搬型記憶媒体装着部に装着された複写先可搬型記憶媒体に転送するデータ転送手段と、
   請求項１乃至請求項５に記載の電源制御手段を具備した特徴としたデータ転送装置。
   
   

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