JP2007195330A - 電子機器及び移動体通信端末 - Google Patents

Abstract

【課題】 外部電源装置から過電圧が印加された場合に、復帰可能となるように給電経路を遮断するとともに、電子機器内部に過電圧印加の履歴情報を記録することができる電子機器、特に、移動体通信端末を提供することを目的とする。
【解決手段】 ＡＣアダプタ２００が着脱可能に接続される外部端子１と、外部端子１から給電ライン２を介して電源電圧が供給される内部回路３と、外部端子１に対する過電圧印加時に給電ライン２を復帰可能に遮断し、内部回路３を保護する保護回路４と、内部回路３に対し並列となるように給電ライン２に接続されたヒューズ素子８からなり、外部端子１に対する過電圧印加の履歴情報を記録する履歴記録回路６とを備えている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子機器に係り、更に詳しくは、ＡＣアダプタなどの外部電源装置が着脱可能に接続される外部端子を有し、外部から電源が供給される電子機器、例えば、内蔵電池を充電するための外部端子を備えた移動体通信端末の改良に関する。

外部電源装置が着脱可能に接続される電子機器は、予定されていない外部電源装置が誤って接続され、当該電子機器の定格電圧を超える過電圧が供給されることによって、その内部回路が破壊される場合がある。このため、多くの電子機器では、内部回路に対する過電圧の印加を防止するための保護回路が設けられている。例えば、携帯電話機は、二次電池を内蔵しており、この二次電池を充電する際に正規の充電器とは異なる充電器が使用される場合がある。特に、携帯電話機は、通常は毎日使用され、待ち受け時であっても電力を消費している。このため、他の電子機器に比べて充電頻度が高く、メーカが認定している正規品以外の充電器が数多く市販されていることから、過電圧を印加する充電器がユーザによって接続されるケースが少なくない。このような場合に、過電圧印加によって内部回路が破壊されないように、従来の携帯電話機は保護回路を内蔵している。

図５は、従来の電子機器の一構成例を示した図である。この電子機器１０１は、ＡＣアダプタ２００が接続される外部端子１と、携帯電話機の各種機能を実現するための内部回路３と、外部端子１から内部回路３への給電経路としての給電ライン２と、過電圧から内部回路３を保護するための保護回路４’によって構成される。

外部端子１は、共通コネクタと呼ばれる給電端子であり、外部電源装置であるＡＣアダプタ２００が着脱可能に接続される。ＡＣアダプタ２００によって外部端子１に印加されたＤＣ電圧は、給電ライン２を介して内部回路３へ伝達される。保護回路４’は、ヒューズ素子４０及びツェナーダイオード４１によって構成され、外部端子１に過電圧が印加された場合に、給電ライン２を遮断して内部回路３を保護している。

ヒューズ素子４０は、内部回路３に対して直列となるように、外部端子１及び内部回路３間に接続され、給電ライン２の一部を構成している。このため、外部端子１に過電圧が印加された場合、そのジュール熱によってヒューズ素子４０が溶断し、給電ライン２が遮断される。ただし、過電圧を印加し始めてから給電ライン２が遮断されるまでには、ある程度の時間を要することから、図５では、内部回路３に対して並列にツェナーダイオード４１が接続され、ヒューズ素子４０が溶断されるまでの期間中に、内部回路３に対して過電圧が印加されないように構成されている。

ヒューズ素子４０を用いて内部回路３を保護する電子機器の場合、過電圧の印加によってヒューズ素子４０が溶断されると、ヒューズ素子４０を交換しない限り、その後は、給電ライン２を導通させることができなくなる。つまり、その後、正常な電源電圧が供給されたとしても、自動的に復帰させることはできないという問題があった。

また、従来の保護回路には、スイッチング素子を利用して、復帰可能に給電ラインを遮断するものもあった。この様な保護回路では、過電圧が印加されている期間中は、スイッチング素子をオフ状態に制御して給電ラインを遮断するが、その後、電源電圧が正常化すれば、スイッチング素子をオン状態に制御し、給電ラインを再び導通させることができる。つまり、部品交換を伴うことなく、自動復帰させることができる。しかも、スイッチング素子として、半導体素子を用いれば、過電圧を印加し始めてから極めて短時間で給電ラインを遮断することができる。

さらに、過電圧の印加に関する従来技術として、フローティングゲート方式のプログラマブルメモリトランジスタに過電圧印加履歴を記録する半導体集積回路装置が提案されている（例えば、特許文献１）。また、ヒューズ素子に関する従来技術として、安価な記録素子としてヒューズ素子を使用した電子写真装置用のドラムユニットが提案されている（例えば、特許文献２）。
特開平２−６３１７２号公報 特開平３−６２０９４号公報

上述した通り、ヒューズ素子の溶断によって内部回路を保護する電子機器の場合、過電圧印加後は、ヒューズ素子を交換しない限り、当該電子機器に外部電源を供給することができず、利便性に欠けるという問題があった。

一方、スイッチング素子を用いて内部回路を保護している電子機器の場合、外部電源の電圧が正常化すれば、部品交換を行わなくても復帰させることができ、また、給電経路を短時間で遮断することができるので、ヒューズ素子のような問題は生じない。しかしながら、このような電子機器の場合、ユーザが誤った外部電源装置を接続したとしても、当該電子機器がその後に自動的に復帰するため、ユーザは自身が誤使用を行っていることに気づきにくい。

このため、電子機器が故障したとユーザが誤解し、サービスマンに当該電子機器の修理を依頼するケースがある。この場合、既に自動復帰している電子機器は正常であり、サービスマンが自動復帰後の電子機器を点検しても、故障箇所を発見することはできない。この結果、ユーザは、サービスマンコールを繰り返すことになると考えられる。

これに対し、ヒューズ素子を用いた電子機器の場合であれば、サービスマンが電子機器内部を点検すれば、溶断されたヒューズ素子を発見することができる。従って、ユーザによる過電圧の印加が原因であったことを特定することは極めて容易であるが、ヒューズ素子を交換するまでは、その電子機器を使用することができない。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、外部電源装置から過電圧が印加された場合に、復帰可能となるように給電経路を遮断するとともに、電子機器内部に過電圧印加の履歴情報を記録することができる電子機器を提供することを目的とする。

また、二次電池などのバックアップ電源を有する電子機器の場合であれば、当該バックアップ電源の起電力の残容量にかかわらず過電圧が印加された事実を記録し、さらに、上記残容量に応じて、過電圧印加時における電圧値や日時などの詳細情報を記録することができる電子機器を提供することを目的とする。

さらに、上記電子機器を簡単な回路構成によって実現し、電子機器を安価に提供することを目的とする。特に、このような移動体通信端末、例えば、携帯電話機を提供することを目的とする。

第１の本発明による電子機器は、外部電源装置が着脱可能に接続される外部端子と、上記外部端子から給電ラインを介して電源電圧が供給される内部回路と、上記外部端子に対する過電圧印加時に上記給電ラインを復帰可能に遮断し、上記内部回路を保護する保護回路と、上記内部回路に対し並列となるように上記給電ラインに接続されたヒューズ素子からなり、上記外部端子に対する過電圧印加の履歴情報を記録する履歴記録回路とを備えて構成される。

上記保護回路は、外部端子に対して過電圧が印加された場合に給電ラインを遮断し、その後に外部端子の電圧値が正常化すれば、部品交換などを行わなくても、給電ラインを再び導通させることができる。一方、上記ヒューズ素子は、内部回路に対し並列となるように上記給電ラインに接続されており、その溶断によって過電圧印加の履歴情報を記録することができる。しかも、当該ヒューズ素子の溶断によって、保護回路による給電ラインの復帰が阻害されることはない。従って、過電圧の印加時に、復帰可能に給電ラインを遮断するとともに、過電圧印加の履歴情報を記録することができる。

第２の本発明による電子機器は、上記構成に加えて、上記外部端子の電圧を閾値と比較し、過電圧検出信号を生成する過電圧検出回路を備え、上記保護回路が、上記過電圧検出信号に基づいて、上記給電ラインを遮断する第１スイッチング素子を有し、上記履歴記録回路が、上記過電圧検出信号に基づいて、上記外部端子の電圧を上記ヒューズ素子に印加させる第２スイッチング素子を有する。

この様な構成により、過電圧印加時に生成される過電圧検出信号に基づいて、給電ラインを遮断する第１スイッチング素子と、上記ヒューズ素子に溶断電圧を印加する第２スイッチング素子とを制御することができる。従って、簡単な構成によって、内部回路を保護するとともに、履歴情報を記録することができる。また、第１及び第２スイッチング素子を同じ過電圧検出信号に基づいて制御することにより、遮断動作と履歴情報とを一致させることができる。

第３の本発明による電子機器は、上記構成に加えて、上記内部回路が、上記外部端子から上記給電ラインを介して電源供給され、二次電池の充電を行う充電制御回路と、上記二次電池から電源が供給されるデジタル処理回路とを備え、上記デジタル処理回路は、過電圧印加の履歴情報を保持する不揮発性記憶素子と、上記過電圧検出信号に基づいて、上記不揮発性記憶素子に上記履歴情報を書き込む履歴情報書込部とを有する。

この様な構成により、二次電池の起電力の残容量により、デジタル処理回路を駆動することが可能であれば、過電圧印加の履歴情報を不揮発性メモリに記録しておくことができる。また、マイクロプロセッサなどのデジタル処理回路を用いて記録することにより、様々な付加的情報を含む履歴情報を記録することが可能になる。

第４の本発明による電子機器は、上記構成に加えて、上記内部回路が、上記外部端子の電圧をサンプリングして電圧値データを生成するＡ／Ｄ変換回路を備え、上記履歴情報書込部が、上記過電圧検出信号に基づいて、上記電圧値データを含む上記履歴情報を上記不揮発性記憶素子に書き込むように構成される。この様な構成により、履歴情報として、過電圧印加時における外部端子の電圧値を記録しておくことができる。

第５の本発明による電子機器は、上記構成に加えて、上記履歴情報書込部が、過電圧が印加された日付情報を含む上記履歴情報を上記不揮発性記憶素子に書き込むように構成される。この様な構成により、履歴情報として、過電圧印加時における日付情報を記録しておくことができる。なお、日付情報に時刻情報を加えた日時情報を記録しておくことがより望ましい。

第６の本発明による電子機器は、上記構成に加えて、上記内部回路が、上記不揮発性記憶素子に上記履歴情報を格納可能であることを示すステータス信号を出力し、上記第２スイッチング素子が、上記ステータス信号に基づいて、上記外部端子の電圧を上記ヒューズ素子に印加するように構成される。

この様な構成により、内部回路において履歴情報を記録できる場合には、ヒューズ素子による記録を行わないようにすることができる。つまり、ヒューズ素子による履歴情報の記録よりも、デジタル処理回路による履歴情報の記録を優先させることによって、ヒューズ素子を有効に活用することができる。

第７の本発明による電子機器は、上記構成に加えて、上記ヒューズ素子の溶断状態に応じて電圧が変化するヒューズ状態信号を生成するヒューズ状態検出回路を備え、上記デジタル処理回路が、上記ヒューズ状態信号に基づいて、上記ヒューズ素子の溶断状態を判別する溶断状態判別部を有する。この様な構成により、ヒューズ素子の状態をデジタル処理回路に入力することができるので、この溶断状態を不揮発性記憶素子に書き込んだり、ユーザインターフェースを介して閲覧したりすることができる。

第８の本発明による電子機器は、上記構成に加えて、上記過電圧検出回路が、過電圧の検出時に、一定時間以上にわたって検出信号を出力するように構成されている。

この様な構成により、実際に過電圧が印加された期間にかかわらず、過電圧が検出されれば、少なくとも一定時間にわたりヒューズ素子に電圧を印加することができるので、ヒューズ素子を確実に溶断させることができる。なお、上記一定時間は、ヒューズ素子を溶断するのに十分な電圧印加時間として与えられることが望ましい。

第９の本発明による電子機器は、上記構成に加えて、複数の抵抗素子を直列接続して構成され、分圧された上記外部端子の電圧を上記過電圧検出回路に入力する分圧回路と、上記抵抗素子に並列となるように、上記外部端子及び上記過電圧検出回路間に接続され、上記外部端子の電圧に含まれる高周波成分を通過させる容量素子とを備えて構成される。

第１０の本発明による移動体通信端末は、外部電源装置が着脱可能に接続される外部端子と、無線通信回路を含み、上記外部端子から給電ラインを介して電源電圧が供給される内部回路と、上記外部端子の電圧を閾値と比較し、過電圧検出信号を生成する過電圧検出回路と、上記外部端子に対する過電圧印加時に上記給電ラインを復帰可能に遮断し、上記内部回路を保護する保護回路と、上記内部回路に対し並列となるように上記給電ラインに接続されたヒューズ素子からなり、上記外部端子に対する過電圧印加の履歴情報を記録する履歴記録回路とを備え、上記内部回路が、上記外部端子から上記給電ラインを介して電源供給され、二次電池の充電を行う充電制御回路と、上記二次電池から電源が供給されるデジタル処理回路とを有し、上記デジタル処理回路は、過電圧印加の履歴情報を保持する不揮発性記憶素子と、上記過電圧検出信号に基づいて、上記不揮発性記憶素子に上記履歴情報を書き込む履歴情報書込部とを有する。

第１１の本発明による移動体通信端末は、上記構成に加えて、上記ヒューズ素子の溶断状態に応じて電圧が変化するヒューズ状態信号を生成するヒューズ状態検出回路を備え、上記デジタル処理回路が、上記ヒューズ状態信号に基づいて、上記ヒューズ素子の溶断状態を判別する溶断状態判別部を有する。この様な構成により、ヒューズ素子の状態をデジタル処理回路に入力することができるので、この溶断状態を不揮発性記憶素子に書き込んだり、ユーザインターフェースを介して閲覧したりすることができる。

第１２の本発明による移動体通信端末は、上記構成に加えて、上記ヒューズ素子又は／及び上記不揮発性記憶素子に記憶された過電圧印加の履歴情報を読み出して報知するように構成される。この様な構成により、不揮発性記憶素子に記憶された過電圧印加の履歴情報をユーザに報知することができる。

本発明によれば、外部電源装置から過電圧が印加された場合に、復帰可能となるように給電経路を遮断するとともに、電子機器内部に過電圧印加の履歴情報を記録する電子機器を提供することができる。

また、二次電池などのバックアップ電源を有する電子機器の場合であれば、当該バックアップ電源の起電力の残容量にかかわらず過電圧が印加された事実を記録し、さらに、上記残容量に応じて、電圧値や日時などの詳細情報を記録することができる電子機器を提供することができる。

さらに、上記電子機器を簡単な回路構成によって実現し、電子機器を安価に提供することができる。

特に、携帯電話機などの移動体通信端末は、充電回数が二次電池を内蔵する他の電子機器よりも遙かに多いことから、メーカが認定している正規品以外の充電器が数多く市販され、これらの充電器の接続により過電圧が印加され易い。本発明によれば、このような移動体通信端末に過電圧が印加された場合に、復帰可能となるように給電経路を遮断するとともに、電子機器内部に過電圧印加の履歴情報を記録することができる。また、二次電池の起電力の残容量にかかわらず過電圧が印加された事実を記録し、さらに、二次電池の残容量に応じて、電圧値や日時などの詳細情報を記録することができる。

図１は、本発明の実施の形態による電子機器１００の一構成例を示した回路図である。この電子機器１００は、ＡＣアダプタ２００が着脱可能に接続される外部端子１を有している。この外部端子１には、標準で５．４Ｖ、最大で７．０ＶのＤＣ電圧Ｖｉｎを印加することができるものとする。ＡＣアダプタ２００は、電子機器１００の外部電源装置であり、商用交流電源２０１からＡＣ電圧が供給され、このＡＣ電圧をＤＣ電圧に変換して外部端子１に供給している。

外部端子１は、給電ライン２を介して内部回路３に接続されている。内部回路３は、当該電子機器１００が有する各機能を実現するための回路、例えば、マイクロプロセッサ、半導体メモリ、ユーザインターフェースなどを含む回路であり、外部端子１から給電ライン２を介して電源が供給されている。

保護回路４は、外部端子１及び内部回路３間の給電ライン２上に設けられ、予め定められた上限値を越える電圧（過電圧）が外部端子１に印加された場合に給電ライン２を遮断し、過電圧によって内部回路３が破壊されるのを防止している。

過電圧検出回路５は、外部端子１に過電圧が印加されたことを検出している。過電圧検出回路５は、外部端子１の電圧Ｖｉｎを監視しており、この電圧Ｖｉｎが上限値を越えると、過電圧検出信号を出力する。保護回路４は、この過電圧検出信号に基づいて給電ライン２を遮断する。ここでは、外部端子に７．０Ｖを越える電圧Ｖｉｎが印加されると、過電圧検出回路５が過電圧検出信号を生成し、保護回路４が、給電ライン２を遮断する。

また、給電ライン２に過電圧が印加されたことが、履歴情報として内部回路３又は履歴記録回路６によって記録される。内部回路３は、過電圧印加時における外部端子１の電圧値を測定し、この電圧値を履歴情報として内部回路３内の不揮発性メモリ（不図示）に記録する。この履歴情報には、過電圧が印加された日時情報も含まれている。また、履歴記録回路６は、ヒューズ素子８を溶断させることにより、給電ライン２に過電圧が印加されたことを記録する。

この電子機器１００は、上記ＡＤアダプタ２００以外のバックアップ電源（例えば、一次電池、二次電池、外部電源装置など）を有しており、このバックアップ電源を用いて内部回路３を駆動することができる。このため、過電圧が印加され、保護回路４によって給電ライン２が遮断されたとしても、バックアップ電源から電源供給が行われていれば、内部回路３は、履歴情報を記録することができる。

一方、履歴記録回路６は、内部回路３が履歴情報を記録することができない場合に、ヒューズ素子８を溶断させて、最小限の履歴情報を記録する。例えば、バックアップ電源が電池であり、その起電力が不足している場合に、過電圧が印加されると、ヒューズ素子８によって記録が行われる。つまり、内部回路３による履歴情報の記録を優先させ、内部回路３が記録を行うことができない場合にのみ、履歴記録回路６による履歴情報の記録を行っている。

ヒューズ状態検出回路７は、ヒューズ素子８の溶断状態を示すヒューズ状態信号を生成し、内部回路３へ出力している。このヒューズ状態信号は、ヒューズ素子８の抵抗値に対応するその電圧レベルを有する信号であり、ヒューズ素子８の溶断状態を示している。内部回路３は、このヒューズ状態信号に基づいて、ヒューズ素子８の状態を読み取って、不揮発性メモリに記録し、あるいは、ユーザインターフェースを用いてユーザに報知する。例えば、液晶表示画面２０にヒューズ素子８が断線したことを示すアイコン、文字、メッセージを表示して報知し、音声メッセージやブザー音を出力して報知し、あるいは、電子機器の外観面に設けられたＬＥＤや液晶表示画面２０のバックライトの点灯や点滅によって報知することができる。

図１の電子機器１００を構成する各回路の概要は上述した通りである。これらの各回路の構成及び動作について、以下に、更に詳細に説明する。

過電圧検出回路５は、外部端子１から電力供給を受けて動作し、外部端子１の電圧Ｖｉｎを予め定められた閾値と比較し、その比較結果に基づいて過電圧検出信号を生成している。ここでは、外部端子１の電圧Ｖｉｎが所定の上限値（７．０Ｖ）以下であれば、過電圧検出回路５から低レベルが出力され、上限値を越えていれば、高レベルの過電圧検出信号が出力される。この様な過電圧検出回路５として、例えば、電源投入直後にリセット信号を生成する、いわゆるリセット回路を利用することができる。この種のリセット回路は、電圧レベルの上昇から電源供給が開始されたことを検出し、その直後の一定期間にマイクロプロセッサなどを初期化するためのリセット信号を生成するように構成されている。

過電圧検出回路５には、抵抗Ｒ３〜Ｒ５によって分圧された給電ライン２の電圧Ｖｉｎが印加されている。抵抗Ｒ３〜Ｒ５は、この順序で直列接続された抵抗群であり、内部回路３に対して並列となるように、外部端子１及び接地ライン間に接続されている。例えば、Ｒ３＝１５ｋΩ、Ｒ４＝８ｋΩ、Ｒ５＝２ｋΩとすれば、抵抗Ｒ３及びＲ４の連結点の電圧レベルは、給電ライン２の２／５に分圧され、分圧後の電圧Ｖｉｎ×２／５が過電圧検出回路５に印加される。従って、過電圧検出回路５は、ＡＣアダプタ２００から印加される電圧レベルの２／５の耐圧特性を有していればよい。例えば、過電圧検出回路５の閾値を２．８Ｖ、定格電圧を１２Ｖとすれば、給電ライン２上で７Ｖを越える過電圧を検出することができ、給電ライン２上で３０Ｖまでの耐圧特性が得られる。

給電ライン２及び過電圧検出回路５を接続する抵抗Ｒ３には、容量素子Ｃ１が並列に接続されている。この容量素子Ｃ１は、給電ライン２の電圧Ｖｉｎに含まれる高周波成分のみを過電圧検出回路５に伝達させる素子である。給電ライン２及び過電圧検出回路５は、容量素子Ｃ１によって直接接続されているため、給電ライン２上の高周波成分については、抵抗Ｒ３〜Ｒ５によって分圧されることなく、過電圧検出回路５に印加される。つまり、分圧されて入力される低周波成分（特にＤＣ成分）に比べ、高周波成分は強調されて過電圧検出回路５に入力される。従って、過電圧検出回路５を高周波成分に素早く反応させて、保護回路４による給電ライン２の遮断を迅速に行うことができる。

保護回路４は、スイッチング素子Ｓ１及びＳ２と、抵抗Ｒ１及びＲ２と、インバータ回路９によって構成される。スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２は、それぞれ１つの制御端子（ゲート端子）及び一対の被制御端子（ソース端子、ドレイン端子）を有する半導体素子であり、制御端子の電圧レベルに基づいて、一対の被制御端子間を導通させ、あるいは、遮断させることができる。ここでは、スイッチング素子Ｓ１として、ＰＭＯＳＦＥＴ（P type Metal-Oxcide Semiconductor Field Effect Transistor）が用いられ、スイッチング素子Ｓ２として、ＮＭＯＳＦＥＴ（N type Metal-Oxcide Semiconductor Field Effect Transistor）が用いられている。

過電圧検出回路５において生成された過電圧検出信号は、インバータ回路９によって論理反転された後、スイッチング素子Ｓ２の制御端子に入力される。抵抗Ｒ１，Ｒ２及びスイッチング素子Ｓ２は、この順序で直列接続され、内部回路３に対して並列となるように、外部端子１及び接地ライン間に接続されている。一方、スイッチング素子Ｓ１は、１対の被制御端子がともに給電ライン２に接続され、制御端子が抵抗Ｒ１及びＲ２の連結点に接続されている。つまり、スイッチング素子Ｓ１自身が、給電ライン２の一部を構成しており、スイッチング素子Ｓ１の導通及び遮断は、抵抗Ｒ１の電圧降下により制御される。

過電圧が印加されている場合、過電圧検出回路５から高レベルの過電圧検出信号が出力され、インバータ回路９を介して、スイッチング素子Ｓ２の制御端子には低レベルが入力される。このため、スイッチング素子Ｓ２は、被制御端子間が遮断されたオフ状態となる。このとき、抵抗Ｒ１では電圧降下が生じないため、スイッチング素子Ｓ１の制御端子には、外部端子１の電圧Ｖｉｎが印加され、スイッチング素子Ｓ１は、被制御端子間が遮断されたオフ状態となる。なお、半導体からなるスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２は、その動作速度が十分に速く、過電圧によって内部回路３が破壊されることはない。

一方、外部端子１に正常な電圧が印加されている場合、過電圧検出回路５から低レベルが出力され、スイッチング素子Ｓ２は被制御端子間が導通する。このとき、抵抗Ｒ１において電圧降下が生じ、スイッチング素子Ｓ１の制御端子には、抵抗Ｒ１の電圧降下分だけ外部端子１の電圧Ｖｉｎよりも低い電圧が入力される。従って、スイッチング素子Ｓ１はオン状態となり、外部端子１の電圧Ｖｉｎが内部回路３に印加される。

履歴記録回路６は、ヒューズ素子８と、抵抗Ｒ６〜Ｒ８と、スイッチング素子Ｓ３及びＳ４によって構成される。ヒューズ素子８は、例えば低融点の金属からなる可溶体で構成された導通経路を有し、当該導通経路に大きな電流が流れた場合に、そのジュール熱によって上記可溶体が溶けて、上記導通経路が遮断される。スイッチング素子Ｓ３，Ｓ４には、いずれもＮＭＯＳＦＥＴが用いられている。

過電圧検出回路５から出力される過電圧検出信号は、抵抗Ｒ７を介して、スイッチング素子Ｓ３の制御端子に入力される。従って、スイッチング素子Ｓ４がオフ状態であれば、過電圧検出時にはスイッチング素子Ｓ３の制御端子が高レベルとなり、スイッチング素子Ｓ３はオン状態となる。

ヒューズ素子８、抵抗Ｒ６及びスイッチング素子Ｓ３は、この順序で直列接続され、内部回路３に対して並列となるように、外部端子１及び接地ライン間に接続されている。このため、スイッチング素子Ｓ３がオン状態になれば、ヒューズ素子８に外部端子１の電圧が印加される。抵抗Ｒ６は、例えば７Ω程度の小さな抵抗値を有するため、スイッチング素子Ｓ３の導通によって、ヒューズ素子８には大きな電流が流れて溶断される。ヒューズ素子８の溶断に要する時間は、スイッチング素子Ｓ１の動作時間に比べて長く、過電圧検出回路５は、少なくともヒューズ素子８の溶断に要する最大時間よりも長く過電圧検出信号を出力し続けている。

スイッチング素子Ｓ４は、内部回路３からのステータス信号に基づいて、スイッチング素子Ｓ３の制御端子を強制的に低レベルとし、ヒューズ素子８の溶断を禁止する。スイッチング素子Ｓ４は、各被制御端子がスイッチング素子Ｓ３の制御端子及び接地ラインにそれぞれ接続され、制御端子が内部回路３のステータス端子ＳＳに接続されている。抵抗Ｒ８は、スイッチング素子Ｓ４の制御端子を接地ラインに接続するプルダウン抵抗である。内部回路３は、通常、ステータス端子ＳＳから高レベルを出力している。このとき、スイッチング素子Ｓ４はオン状態となり、スイッチング素子Ｓ３は、過電圧検出信号の有無にかかわらずオフ状態となる。つまり、過電圧が検出されても、ヒューズ素子８による履歴情報の記録は行われない。一方、ステータス端子ＳＳから高レベルが出力されていない場合、抵抗Ｒ８によってスイッチング素子Ｓ４の制御端子は低レベルとなり、スイッチング素子Ｓ４はオフ状態となる。例えば、内蔵電池の残容量が不足して内部回路３が動作不能となり、ステータス端子ＳＳを高レベルに駆動できない場合、スイッチング素子Ｓ４はオフ状態となる。この状態で過電圧が印加されれば、過電圧検出信号に基づいて、過電圧印加時にヒューズ素子８が溶断される。

ヒューズ状態検出回路７は、抵抗Ｒ９及びＲ１０によって構成される。抵抗Ｒ９及びＲ１０は直列に接続され、抵抗Ｒ６及びスイッチング素子Ｓ３に対し並列となるように、ヒューズ素子８及び接地ライン間に接続されている。抵抗Ｒ９及びＲ１０の連結点の電圧レベルは、ヒューズ素子８の溶断状態によって異なり、この電圧レベルが、ヒューズ状態信号として内部回路３に入力される。つまり、ヒューズ状態信号は、ヒューズ素子８が溶断していれば低レベル、導通していれば高レベルとなる。なお、抵抗Ｒ９及びＲ１０の抵抗値は、抵抗Ｒ６の抵抗値やスイッチング素子Ｓ３の導通時の内部抵抗に比べて十分に大きく、抵抗Ｒ９及びＲ１０を流れる電流によってヒューズ素子８が溶断されることはない。例えば、Ｒ９＝２７ｋΩ、Ｒ１０＝２ｋΩを用いることができる。

内部回路３は、入力端子Ｖ１〜Ｖ３及びステータス端子ＳＳを備えている。入力端子Ｖ１には、分圧された給電ライン２の電圧Ｖｉｎが入力されている。ここでは、抵抗Ｒ４及びＲ５の連結点が入力端子Ｖ１に接続され、給電ライン２の２／２５の電圧レベルが入力されている。入力端子Ｖ２には、過電圧検出回路５からの過電圧検出信号が入力されている。入力端子Ｖ３には、ヒューズ状態検出回路７からのヒューズ状態信号が入力されている。また、ステータス端子ＳＳは、内部回路３によって高レベルに駆動されている。

図２は、図１の内部回路３の一構成例を示したブロック図である。この内部回路３は、充電制御回路３０、内蔵電池３１、Ａ／Ｄ（Analog/Digital）変換器３２、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ：Central Processing Unit）３３、フラッシュメモリ３４、ユーザインターフェース３５及び無線通信回路３６によって構成される。

充電制御回路３０は、給電ライン２から電源供給される電源電圧Ｖｉｎを電圧Ｖｐｓに変換して、内蔵電池３１に供給する。内蔵電池３１は、リチウムイオン電池などの二次電池であり、充電制御回路３０から供給される電圧Ｖｐｓによって充電される。その他の回路ブロック３２〜３６は、いずれも内蔵電池３１から電源が供給されている。なお、図２では省略しているが、必要に応じてスイッチングレギュレータが用いられ、内蔵電池３１の出力電圧を所望の電圧に変換した後に供給している。

無線通信回路３６は、図示しない無線基地局との間で無線信号の送受信を行っている。無線通信回路３６は、通話中、無線基地局へ送話音信号を送信し、受話音信号を受信している。また、待ち受け時（非通話時）には、着信可能な状態を維持するために、所定の時間間隔で無線基地局と通信し、位置登録などを行っている。つまり、携帯電話機は、着信機能を実現するために、通常、長時間にわたって電源が投入され、この間、通話を行わなくても電力が消費される。ところが、携帯電話機は、常時携帯されることから、他の電子機器に比べて小型軽量化の要請が高く、電池容量を増大させることが難しい。従って、二次電池が用いられる他の電子機器に比べて、二次電池への充電頻度が極めて高いにもかかわらず、外出先で電池切れになった場合にユーザは急いで充電したいというケースが少なくなかった。この様な事情から、上述したとおり、数多くの充電器が市販され、内部回路３に過電圧が印加されるというケースが少なくなかった。

Ａ／Ｄ変換器３２は、アナログ電圧Ｖ１〜Ｖ３をサンプリングして、デジタル信号としての電圧値データへ変換している。Ａ／Ｄ変換器３２で生成された各電圧値データは、ＣＰＵ３３へ出力される。フラッシュメモリ３４は、書き換え可能な不揮発性記憶素子であり、ＣＰＵ３３は、電圧値データＶ２に基づいて、電圧値データＶ１をフラッシュメモリ３４に保存し、また、定期的にあるいはユーザ操作に基づいて、電圧値データＶ３をフラッシュメモリ３４に保存する。更に、ＣＰＵ３３は、ステータス端子ＳＳへステータス信号を出力している。

電圧値データＶ２は過電圧検出信号の電圧レベルを示しており、この電圧値データＶ２に基づいて、過電圧検出回路５において過電圧が検出されたか否かを判別することができる。ＣＰＵ３３は、電圧値データＶ２を閾値と比較して、過電圧検出回路５から出力される過電圧検出信号を判別している。そして、この判別結果に基づいて、過電圧検出時には、電圧値データＶ１をフラッシュメモリ３４に格納する。電圧値データＶ１は給電ライン２の電圧Ｖｉｎを示しており、この電圧値データＶ１が、過電圧値としてフラッシュメモリ３４に記録される。なお、このとき、日時情報（少なくとも日付情報）とともに、過電圧値がフラッシュメモリ３４に格納される。

電圧値データＶ３は、ヒューズ状態信号のレベルを示しており、このヒューズ状態信号に基づいて、ヒューズ素子８の溶断状態を判別することができる。ＣＰＵ３３は、電圧値データＶ３を閾値と比較して、ヒューズ素子８の溶断状態を判別し、この判別結果をフラッシュメモリ３４に格納する。ＣＰＵ３３によるヒューズ素子８の溶断状態の判別は、定期的に、あるいは、ユーザ操作に基づいて行われる。なお、本明細書におけるユーザ操作には、サービスマンによる操作も含まれる。

ＣＰＵ３３は、少なくとも電圧値データＶ１を記録可能である場合にステータス信号ＳＳを出力する。履歴情報として過電圧値をフラッシュメモリ３４に記録することができる場合には、ヒューズ素子８を用いた履歴情報の記録は不要となる。このため、ＣＰＵ３３から高レベルのステータス信号が出力され、履歴記録回路６による記録が禁止される。一方、履歴情報として過電圧値を記録できない場合には、ＣＰＵ３３からは、低レベルのステータス信号ＳＳが出力され、あるいは、ステータス端子ＳＳのドライブが行われず、ヒューズ素子８によって履歴情報が記録される。つまり、内部回路３による履歴情報の記録が優先され、内部回路が過電圧値を記録できない場合にのみ、ヒューズ素子８による履歴情報の記録が行われる。

過電圧が印加された場合、保護回路４が給電ライン２を遮断し、外部端子１から内部回路３への電源供給は行われない。このとき、内蔵電池３１が、Ａ／Ｄ変換器３２、ＣＰＵ３３、フラッシュメモリ３４などに対し、十分な電力を供給できなければ、内部回路３からステータス信号は出力されず、外部端子１からの電源供給によって駆動される履歴記録回路６が、ヒューズ素子８による記録を行う。

この様にしてフラッシュメモリ３４内には、過去の過電圧印加時における電圧値や、ヒューズの溶断状態が書き込まれている。ユーザやサービスマンが、ユーザインターフェース３５を用いて、フラッシュメモリ３４からこれらのデータを読み出せば、過去の過電圧印加の履歴情報を得ることができる。例えば、電子機器１００を充電できない旨をユーザが申し出た場合、サービスマンは、当該電子機器１００から過電圧印加の履歴情報を読み出すことによって、その原因がＡＣアダプタ２００の電圧にあるのか、あるいは、電子機器１００側にあるのかを速やかに判断することができる。

図３のステップＳ１０１〜Ｓ１０９は、図１の電子機器１００の過電圧印加時における動作の一例を示したフローチャートである。まず、過電圧検出回路５において、給電ライン２に過電圧が印加されているか否かが判別される（ステップＳ１０１）。外部端子１を介して上限値を越える電圧Ｖｉｎが印加されている場合には、過電圧検出回路５によって過電圧検出信号が生成される（ステップＳ１０２，Ｓ１０３）。この過電圧検出信号に基づいて、保護回路４が給電ライン２を遮断し、内部回路３を過電圧から保護する。

給電ライン２が遮断されることによって、内部回路３に電源供給を行うことができるのは、内蔵電池３１のみとなる。このとき、内蔵電池３１に、Ａ／Ｄ変換器３２、ＣＰＵ３３、フラッシュメモリ３４などを駆動可能な起電力の残容量があれば、内部回路３からは、引き続きステータス信号ＳＳが出力される（ステップＳ１０５）。つまり、ヒューズ素子８による履歴情報の記録は行われず、内部回路３による過電圧値の記録が行われる（ステップＳ１０６，Ｓ１０７）。すなわち、Ａ／Ｄ変換器３２によって、アナログ電圧Ｖ２が電圧値データに変換され、ＣＰＵ３３によって、フラッシュメモリ３４に日時情報とともに格納される。

一方、上記ステップＳ１０５において、内蔵電池３１に、Ａ／Ｄ変換器３２、ＣＰＵ３３、フラッシュメモリ３４などを駆動可能な起電力が残されていなければ、内部回路３からのステータス信号ＳＳの出力が停止される（ステップＳ１０８）。例えば、過電圧の印加時に内蔵電池３１が装着されていなかった場合や、内蔵電池３１が完全放電して、ＣＰＵ３３などを駆動するのに必要な起電力が残されていない場合である。ステータス信号ＳＳの出力停止によって、過電圧検出時には、スイッチング素子Ｓ４がオフ状態、スイッチング素子Ｓ３はオン状態となり、ヒューズ素子８に給電ライン２の電圧が印加され、溶断される（ステップＳ１０９）。

保護回路４は、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２を用いて給電ライン２を遮断する回路であり、過電圧の印加後に、再び正常電圧が印加されるようになれば、給電ライン２を自動的に導通させることができる。また、ヒューズ素子８は、給電ライン２の一部を構成していないため、ヒューズ素子８が溶断されたとしても、給電ライン２を介して行われる外部電源の供給には影響を与えない。つまり、ヒューズ素子８は、給電ライン２を遮断するための素子としてではなく、過電圧が印加されたことを記録する安価な記録素子として使用されている。

換言すれば、この電子機器１００は、保護回路４を用いて、内部回路３へ過電圧が供給されるのを復帰可能に遮断しつつ、そのときの過電圧値と日時情報をフラッシュメモリ３４に格納している。このため、保護回路４の復帰後であっても、過去の過電圧印加の履歴を確認することができる。また、保護回路４による給電ライン２の遮断時に、内部回路３が動作できない場合には、外部端子１の電圧を利用して、ヒューズ素子８を溶断することによって、保護回路４の復帰後に、少なくとも過電圧の印加が行われたことが記録されている。

図４は、本発明による電子機器１００の一例を示した外観図であり、外部端子１を含む携帯電話機の外観が示されている。図中の（ａ）は、携帯電話機を操作面側から見た図であり、（ｂ）は、矢印Ａから見た矢視図である。この携帯電話機の操作面上には、ユーザインターフェースとして、液晶表示画面２０及び操作キー２１が設けられている。また、筐体の内部には内蔵電池３１が着脱可能に保持され、筐体の先端部には、共通コネクタと呼ばれる外部端子１及び２２が設けられている。

共通コネクタを構成する外側の一対の外部端子１は、充電器（ＡＣアダプタ２００）から電源供給を受けるための電源供給端子である。内側の外部端子２２は、信号入出力端子である。内蔵電池３１の充電時には、外部端子１に充電器が接続される。このとき、予定されていない充電器が接続され、外部端子１を介して、過電圧が印加された場合には、フラッシュメモリ３４にその電圧値が記録され、あるいは、ヒューズ素子８に過電圧が印加されたことが記録される。

現在、携帯電話機用の充電器として、様々なものが市販されており、これらの充電器には、外部端子１の電気的仕様に適合していないものがある。ユーザがこのような充電器を使用した結果、携帯電話機に過電圧が印加されると、携帯電話機内部に過電圧印加の情報が記録される。この過電圧印加の情報は、操作キー２１を用いて所定の操作を行えば、液晶表示画面２０に表示させることができる。このため、携帯電話機が故障した場合に、サービスマンが、その故障の原因を容易に推測することができる。なお、サービスマンに限らず、ユーザ自信も操作可能としてもよい。

本実施の形態では、ＣＰＵ３３は、電圧値データＶ２を閾値と比較して過電圧が検出されたことを判別し、過電圧検出時には電圧値データＶ１を日時情報とともにフラッシュメモリ３４に記録しているが、本発明はこの様な場合に限定されない。例えば、上記判別結果のみを記録するものであってもよいし、上記判別結果に基づいて、そのときの日付情報又は日時情報をフラッシュメモリ３４に記録するものであってもよい。

また、本実施の形態では、携帯電話機の例について説明したが、本発明は、携帯電話機などの移動体通信端末だけでなく、例えばＰＤＡや携帯型パーソナルコンピュータなどの二次電池を内蔵する移動体情報端末にも適用することができる。さらに、本発明は、二次電池を内蔵する電子機器のみには限定されない。すなわち、外部端子１を介して行われる電源供給以外のバックアップ電源（着脱可能な外部電源装置を含む）を有する様々な電子機器に適用することができる。

本発明の実施の形態による電子機器１００の一構成例を示した回路図である。 図１の内部回路３の一構成例を示したブロック図である。 図１の電子機器１００の過電圧印加時における動作の一例を示したフローチャートである。 本発明による電子機器１００の一例を示した外観図であり、外部端子１を含む携帯電話機の外観が示されている。 従来の電子機器の一構成例を示した図である。

符号の説明

１ 外部端子
２ 給電ライン
３ 内部回路
４ 保護回路
５ 過電圧検出回路
６ 履歴記録回路
７ ヒューズ状態検出回路
８ ヒューズ素子
９ インバータ回路
２０ 液晶表示画面
２１ 操作キー
２２ 外部端子
３０ 充電制御回路
３１ 内蔵電池
３２ Ａ／Ｄ変換器
３４ フラッシュメモリ
３５ ユーザインターフェース
３６ 無線通信回路
１００ 電子機器
２００ アダプタ
２０１ 商用交流電源
Ｃ１ 容量素子
Ｒ１〜Ｒ１０ 抵抗素子
Ｓ１〜Ｓ４ スイッチング素子

Claims (12)

1. 外部電源装置が着脱可能に接続される外部端子と、
   上記外部端子から給電ラインを介して電源電圧が供給される内部回路と、
   上記外部端子に対する過電圧印加時に上記給電ラインを復帰可能に遮断し、上記内部回路を保護する保護回路と、
   上記内部回路に対し並列となるように上記給電ラインに接続されたヒューズ素子からなり、上記外部端子に対する過電圧印加の履歴情報を記録する履歴記録回路とを備えたことを特徴とする電子機器。
2. 上記外部端子の電圧を閾値と比較し、過電圧検出信号を生成する過電圧検出回路を備え、
   上記保護回路が、上記過電圧検出信号に基づいて、上記給電ラインを遮断する第１スイッチング素子を有し、
   上記履歴記録回路が、上記過電圧検出信号に基づいて、上記外部端子の電圧を上記ヒューズ素子に印加させる第２スイッチング素子を有することを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
3. 上記内部回路が、上記外部端子から上記給電ラインを介して電源供給され、二次電池の充電を行う充電制御回路と、
   上記二次電池から電源が供給されるデジタル処理回路とを備え、
   上記デジタル処理回路は、過電圧印加の履歴情報を保持する不揮発性記憶素子と、
   上記過電圧検出信号に基づいて、上記不揮発性記憶素子に上記履歴情報を書き込む履歴情報書込部とを有することを特徴とする請求項２に記載の電子機器。
4. 上記内部回路が、上記外部端子の電圧をサンプリングして電圧値データを生成するＡ／Ｄ変換回路を備え、
   上記履歴情報書込部が、上記過電圧検出信号に基づいて、上記電圧値データを含む上記履歴情報を上記不揮発性記憶素子に書き込むことを特徴とする請求項３に記載の電子機器。
5. 上記履歴情報書込部が、過電圧が印加された日付情報を含む上記履歴情報を上記不揮発性記憶素子に書き込むことを特徴とする請求項３又は４に記載の電子機器。
6. 上記内部回路が、上記不揮発性記憶素子に上記履歴情報を格納可能であることを示すステータス信号を出力し、
   上記第２スイッチング素子が、上記ステータス信号に基づいて、上記外部端子の電圧を上記ヒューズ素子に印加することを特徴とする請求項２に記載の電子機器。
7. 上記ヒューズ素子の溶断状態に応じて電圧が変化するヒューズ状態信号を生成するヒューズ状態検出回路を備え、
   上記デジタル処理回路が、上記ヒューズ状態信号に基づいて、上記ヒューズ素子の溶断状態を判別する溶断状態判別部を有することを特徴とする請求項６に記載の電子機器。
8. 上記過電圧検出回路が、過電圧の検出時に一定時間以上にわたって検出信号を出力することを特徴とする請求項２に記載の電子機器。
9. 複数の抵抗素子を直列接続して構成され、分圧された上記外部端子の電圧を上記過電圧検出回路に入力する分圧回路と、
   上記抵抗素子に並列となるように、上記外部端子及び上記過電圧検出回路間に接続され、上記外部端子の電圧に含まれる高周波成分を通過させる容量素子とを備えたことを特徴とする請求項８に記載の電子機器。
10. 外部電源装置が着脱可能に接続される外部端子と、
    無線通信回路を含み、上記外部端子から給電ラインを介して電源電圧が供給される内部回路と、
    上記外部端子の電圧を閾値と比較し、過電圧検出信号を生成する過電圧検出回路と、
    上記外部端子に対する過電圧印加時に上記給電ラインを復帰可能に遮断し、上記内部回路を保護する保護回路と、
    上記内部回路に対し並列となるように上記給電ラインに接続されたヒューズ素子からなり、上記外部端子に対する過電圧印加の履歴情報を記録する履歴記録回路とを備え、
    上記内部回路が、上記外部端子から上記給電ラインを介して電源供給され、二次電池の充電を行う充電制御回路と、
    上記二次電池から電源が供給されるデジタル処理回路とを有し、
    上記デジタル処理回路は、過電圧印加の履歴情報を保持する不揮発性記憶素子と、
    上記過電圧検出信号に基づいて、上記不揮発性記憶素子に上記履歴情報を書き込む履歴情報書込部とを有することを特徴とする移動体通信端末。
11. 上記ヒューズ素子の溶断状態に応じて電圧が変化するヒューズ状態信号を生成するヒューズ状態検出回路を備え、
    上記デジタル処理回路が、上記ヒューズ状態信号に基づいて、上記ヒューズ素子の溶断状態を判別する溶断状態判別部を有することを特徴とする請求項１０に記載の移動体通信端末。
12. 上記ヒューズ素子又は／及び上記不揮発性記憶素子に記憶された過電圧印加の履歴情報を読み出して報知することを特徴とする請求項１１に記載の移動体通信端末。

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