JP2010081522A - Wireless receiver - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無線受信装置に関するものである。 The present invention relates to a wireless receiver.
スマートエントリシステム、キーレスエントリシステム、タイヤ空気圧モニタリングシステム等の車載システムは、電波を使用したシステムであり、無線送信装置と無線受信装置とを有している。そのうち、無線受信装置は良好な受信環境を得るために車両のピラーや天井に設置されることが多い(例えば、特許文献1参照)。 In-vehicle systems such as a smart entry system, a keyless entry system, and a tire pressure monitoring system are systems that use radio waves, and include a wireless transmission device and a wireless reception device. Among them, the wireless receiver is often installed on a vehicle pillar or ceiling in order to obtain a good reception environment (see, for example, Patent Document 1).
また、無線受信装置の作動用の電力源の電圧を降下させて受信装置の回路に印加する電源ICとしては、スイッチングレギュレータよりもシリーズレギュレータが多く用いられている。その理由の1つは、スイッチングレギュレータはその作動時に電磁波を放射するので、ノイズ源となってしまうことである。
しかし、炎天下といった過酷な状況において、車両の天井は100℃を超える温度に達することがある。その際、電源ICとしてシリーズレギュレータを用いていると、シリーズレギュレータ自体の発熱および周囲の高温により必要な電流の供給ができなくなり、受信装置が作動不能になってしまう可能性がある。 However, in harsh conditions such as under hot weather, the vehicle ceiling can reach temperatures exceeding 100 ° C. At this time, if a series regulator is used as the power supply IC, the current cannot be supplied due to the heat generated by the series regulator itself and the surrounding high temperature, and the receiver may become inoperable.
本発明は上記点に鑑み、シリーズレギュレータを有している無線受信装置において、シリーズレギュレータの利点を生かしつつも、高温下で受信装置が適切に作動できるような技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and it is an object of the present invention to provide a technique for enabling a receiver to operate properly at high temperatures while taking advantage of the series regulator in a wireless receiver having a series regulator. .
上記目的を達成するための請求項1に記載の発明は、無線受信装置は、無線受信用の回路(12、17)と、電力源からの電圧を降下させて当該回路(12、17)に印加するためのシリーズレギュレータ(14)と、電力源からの電圧を降下させて当該回路(12、17)に印加するためのスイッチングレギュレータ(15)と、当該回路(12、17)、シリーズレギュレータ(14)、およびスイッチングレギュレータ(15)の周囲の温度を検出する温度センサ(13)と、を備え、当該回路(12、17)は、シリーズレギュレータ(14)とスイッチングレギュレータ(15)を切り替えて使用するようになっており、さらに当該回路(12、17)は、温度センサ(13)が検出した温度が第1の閾値温度(Tt1)未満から第1の閾値温度(Tt1)以上まで上昇したことに基づいて、使用対象をシリーズレギュレータ(14)からスイッチングレギュレータ(15)に切り替えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there is provided a wireless receiving device comprising: a wireless receiving circuit (12, 17); and a voltage from a power source is dropped to the circuit (12, 17). A series regulator (14) for applying, a switching regulator (15) for dropping the voltage from the power source and applying it to the circuit (12, 17), the circuit (12, 17), a series regulator ( 14) and a temperature sensor (13) for detecting the ambient temperature of the switching regulator (15), and the circuit (12, 17) is used by switching between the series regulator (14) and the switching regulator (15). Further, the circuits (12, 17) are configured so that the temperature detected by the temperature sensor (13) is less than the first threshold temperature (Tt1). Based upon the increased to 1 threshold temperature (Tt1) above, the use object from the series regulator (14) and switches the switching regulator (15).
このようになっていることで、無線受信装置は、周囲の温度が第1の閾値温度以上まで上昇すると、電力源からの電圧を降下させて前記回路(12、17)に印加するために使用する対象を、シリーズレギュレータ(14)から、スイッチングレギュレータ(15)へ切り換える。 In this way, the wireless receiver is used to drop the voltage from the power source and apply it to the circuit (12, 17) when the ambient temperature rises above the first threshold temperature. The target to be switched is switched from the series regulator (14) to the switching regulator (15).
スイッチングレギュレータ(15)は、シリーズレギュレータ(14)に比べ、作動時にジュール熱を発しにくく、高温時においても必要な電流の供給を行うことができる。その点で、高温環境下においてスイッチングレギュレータ(15)はシリーズレギュレータ(14)よりも有利である。 The switching regulator (15) is less likely to generate Joule heat during operation than the series regulator (14), and can supply a necessary current even at a high temperature. In that respect, the switching regulator (15) is more advantageous than the series regulator (14) in a high temperature environment.
その一方で、スイッチングレギュレータ(15)は、作動時に電波放射を行ってノイズを送出してしまう。しかし、一般的に高温時は熱雑音や無線受信装置のアンテナの整合性が悪くなるなどの原因で受信性能は悪化し、相対的にスイッチングレギュレータ(15)のノイズの影響が少なくなる。この点からも、スイッチングレギュレータ(15)は高温下での使用が適していると言える。 On the other hand, the switching regulator (15) emits radio waves when it is operated to send out noise. However, in general, at high temperatures, reception performance deteriorates due to factors such as thermal noise and poor antenna matching of the wireless receiver, and the influence of noise of the switching regulator (15) is relatively reduced. Also from this point, it can be said that the switching regulator (15) is suitable for use at high temperatures.
したがって、シリーズレギュレータ(14)を有している無線受信装置において、シリーズレギュレータ(14)の利点を生かしつつも、高温下で受信装置が適切に作動できる。すなわち、周囲の温度が第1閾値温度(Tt1)を超えるまでは、シリーズレギュレータ(14)を使用してノイズを低く抑えることができ、周囲の温度が第1閾値温度(Tt1)を超えた後は、スイッチングレギュレータ(15)を用いて確実に電力供給を続けることができる。 Therefore, in the radio receiving apparatus having the series regulator (14), the receiving apparatus can appropriately operate at a high temperature while taking advantage of the series regulator (14). That is, until the ambient temperature exceeds the first threshold temperature (Tt1), noise can be suppressed using the series regulator (14), and after the ambient temperature exceeds the first threshold temperature (Tt1). Can continue to supply power reliably using the switching regulator (15).
また、請求項2に記載のように、さらに当該回路(12、17)は、第1の閾値温度(Tt1)より低い第2の閾値温度(Tt2)を用い、前記スイッチングレギュレータ(15)の使用中に、温度センサ(13)が検出した温度が第2の閾値温度(Tt2)より高い温度から前記第2の閾値温度(Tt2)以下まで降下したことに基づいて、使用対象をスイッチングレギュレータ(15)からシリーズレギュレータ(14)に切り替えるようになっていてもよい。 Further, as described in claim 2, the circuit (12, 17) further uses a second threshold temperature (Tt2) lower than the first threshold temperature (Tt1), and uses the switching regulator (15). The temperature is detected by the temperature sensor (13) from a temperature higher than the second threshold temperature (Tt2) to a temperature equal to or lower than the second threshold temperature (Tt2). ) To the series regulator (14).
このように、温度降下時に、第1の閾値温度(Tt1)以下に温度降下したときではなく、さらに低い第2の閾値温度(Tt2)以下に温度降下したときに、使用対象をスイッチングレギュレータ(15)からシリーズレギュレータ(14)に戻す。つまり、シリーズレギュレータ(14)とスイッチングレギュレータ(15)との間の相互切り替えのための閾値温度に、ヒステリシスを設ける。 In this way, when the temperature drops, not when the temperature drops below the first threshold temperature (Tt1) but when the temperature drops below the second threshold temperature (Tt2), the switching regulator (15 ) To the series regulator (14). That is, hysteresis is provided at the threshold temperature for mutual switching between the series regulator (14) and the switching regulator (15).
このようにするのは、ヒステリシスを設けなければ、周囲の温度が閾値温度を跨いでゆらいでいる場合に、切り替えが頻繁に発生してしまうからである。切り替えには、ある程度の時間がかかり、その間は、無線受信装置の回路(12、17)が信号を受信できなくなる。したがって、切り替えが頻発すると、受信すべき信号を受信し逃してしまう可能性が高くなる。したがって、上記のように切り替えのための閾値温度にヒステリシスを設けることで、切り替えが頻繁に発生することを防ぎ、受信すべき信号を受信し逃してしまう可能性を低減することができる。 This is because if the hysteresis is not provided, switching frequently occurs when the ambient temperature fluctuates across the threshold temperature. Switching takes a certain amount of time, and during that time, the circuit (12, 17) of the wireless reception device cannot receive a signal. Therefore, if switching frequently occurs, there is a high possibility that a signal to be received will be received and missed. Therefore, by providing hysteresis in the threshold temperature for switching as described above, it is possible to prevent frequent switching and reduce the possibility of receiving and missing a signal to be received.
また、請求項3に記載のように、当該回路(12、17)は、温度センサ(13)が検出した温度が第1の閾値温度(Tt1)以上まで上昇した後に、無線受信した信号の強度が第1の閾値強度(Vt1)を超えたことに基づいて、使用対象をスイッチングレギュレータ(15)からシリーズレギュレータ(14)に切り替え、その後、無線受信した信号の強度が第1の閾値(Vt1)以上の第2の閾値強度(Vt2)を下回るまで、シリーズレギュレータ(14)の使用を継続するようになっていてもよい。 In addition, as described in claim 3, the circuit (12, 17) is configured such that the intensity of the signal received wirelessly after the temperature detected by the temperature sensor (13) rises to the first threshold temperature (Tt1) or higher. Is switched from the switching regulator (15) to the series regulator (14) based on the fact that the first threshold strength (Vt1) exceeds the first threshold strength (Vt1). The use of the series regulator (14) may be continued until it falls below the second threshold strength (Vt2).
このようにすることで、無線受信した信号の強度によって、受信すべき信号を受信しているか否かを判定し、スイッチングレギュレータ(15)を使用しているときでも、受信すべき信号を受信している間は、一時的にシリーズレギュレータ(14)に切り替えるようになる。 In this way, it is determined whether or not the signal to be received is received based on the strength of the signal received wirelessly, and the signal to be received is received even when the switching regulator (15) is used. During this time, the series regulator (14) is temporarily switched.
スイッチングレギュレータ(15)を使用しているときは、シリーズレギュレータ(14)を持続的に用いていると、周囲の温度が高い上に、シリーズレギュレータ(14)の発熱量が大きくなってしまい、結果として十分な電力供給が行えなくなってしまう恐れがある場合である。しかしこのような場合でも、必要な信号の受信のための短い期間であれば、シリーズレギュレータ(14)を用いてもシリーズレギュレータ(14)自体の発熱量はさほど大きくないので、十分な電力供給が行える。元々シリーズレギュレータ(14)は、スイッチングレギュレータ(15)に比べてノイズ発生量が少ないので、このように、短期間に絞ってシリーズレギュレータ(14)を使用することで、高温環境下でも回路(12、17)の受信感度を犠牲にすることなく無線受信を行うことができるようになる。 When the switching regulator (15) is used, if the series regulator (14) is continuously used, the ambient temperature is high and the amount of heat generated by the series regulator (14) increases. In this case, there is a possibility that sufficient power supply cannot be performed. However, even in such a case, the amount of heat generated by the series regulator (14) itself is not so large even if the series regulator (14) is used for a short period for receiving a necessary signal. Yes. Since the series regulator (14) originally generates less noise than the switching regulator (15), the circuit regulator (12) can be used even in a high temperature environment by using the series regulator (14) by narrowing down in a short period of time. , 17), wireless reception can be performed without sacrificing the reception sensitivity.
なお、第2の閾値強度(Vt2)は、第1の閾値強度(Vt1)以下であればよい。すなわち、第1の閾値強度(Vt1)と同じであってもよいし、第1の閾値強度(Vt1)よりも小さくてもよい。後者の場合は、閾値強度にヒステリシスを設けたことになるので、切り替えが頻繁に発生することを防ぎ、受信すべき信号を受信し逃してしまう可能性を低減することができる。 Note that the second threshold strength (Vt2) may be equal to or less than the first threshold strength (Vt1). That is, it may be the same as the first threshold strength (Vt1) or may be smaller than the first threshold strength (Vt1). In the latter case, since hysteresis is provided in the threshold intensity, it is possible to prevent frequent switching and reduce the possibility of receiving and missing a signal to be received.
なお、上記および特許請求の範囲における括弧内の符号は、特許請求の範囲に記載された用語と後述の実施形態に記載される当該用語を例示する具体物等との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis in the said and the claim shows the correspondence of the term described in the claim, and the concrete thing etc. which illustrate the said term described in embodiment mentioned later. .
(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態について説明する。図1に、本実施形態に係る無線受信装置1の構成をブロック図で示す。この無線受信装置1は、車載用の通信システムに用いられる無線受信側の装置であって、車両に搭載されている。
(First embodiment)
The first embodiment of the present invention will be described below. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the wireless reception device 1 according to this embodiment. The wireless reception device 1 is a device on the wireless reception side used in an in-vehicle communication system and is mounted on a vehicle.
車両用の通信システムは、この無線受信装置1と、図示しない無線送信装置とを備えている。車両用の通信システムとしては、例えば、スマートエントリシステム、キーレスエントリシステム、タイヤ空気圧モニタリングシステム等がある。 The vehicle communication system includes the wireless reception device 1 and a wireless transmission device (not shown). Examples of the vehicle communication system include a smart entry system, a keyless entry system, and a tire pressure monitoring system.
スマートエントリシステムは、無線送信装置をドライバが携帯し、無線送信装置と無線受信装置1とが互いに通信を行うことで、車両のドアのロック、アンロック、および車両のエンジンの始動を実現するシステムである。 In the smart entry system, a driver carries a wireless transmission device, and the wireless transmission device and the wireless reception device 1 communicate with each other so that the vehicle door is locked and unlocked and the vehicle engine is started. It is.
キーレスエントリシステムは、無線送信装置をドライバが携帯し、無線送信装置から無線受信装置1に信号が送信されることで、車両のドアのロックおよびアンロックを実現するシステムである。 The keyless entry system is a system that realizes locking and unlocking of a vehicle door by a driver carrying a wireless transmission device and transmitting a signal from the wireless transmission device to the wireless reception device 1.
タイヤ空気圧モニタリングシステムは、車両の車輪に取り付けられた無線送信装置が、当該車輪のタイヤ空気圧を検出して無線送信し、無線受信装置1が、その無線送信されたタイヤ空気圧の信号を受信して記録するシステムである。 The tire pressure monitoring system is such that a wireless transmission device attached to a vehicle wheel detects the tire pressure of the wheel and wirelessly transmits it, and the wireless reception device 1 receives the wirelessly transmitted tire pressure signal. It is a recording system.
この無線受信装置1は、車両の天井、ピラー、ボンネット、ドア等の、太陽光が当たりやすい位置の内部に、1まとめに取り付けられている。したがって、炎天下においては、無線受信装置1の周囲の温度は、100℃を超えることもある。以下に説明するように、本実施形態の無線受信装置1はそのような高温環境下(例えば、110℃程度の環境下)でも正常に作動するようになっている。 The wireless reception device 1 is attached together in a position such as a ceiling of a vehicle, a pillar, a bonnet, a door or the like where sunlight can easily hit. Accordingly, the temperature around the wireless receiver 1 may exceed 100 ° C. under hot weather. As will be described below, the wireless reception device 1 according to the present embodiment operates normally even in such a high temperature environment (for example, an environment of about 110 ° C.).
図1に示すように、無線受信装置1は、アンテナ11、受信部12、温度センサ13、シリーズレギュレータ14、スイッチングレギュレータ15、切り替えスイッチ16、制御部17、および図示しない筐体を有している。そして、受信部12、温度センサ13、シリーズレギュレータ14、スイッチングレギュレータ15、および制御部17は、共に筐体内に配置されている。なお、受信部12および温度センサ13が、本発明の無線受信用の回路の一例に相当する。
As illustrated in FIG. 1, the wireless reception device 1 includes an
受信部12は、通信システムの送信装置から送信された電波信号をアンテナ11が受けたとき、そのアンテナ11から出力された信号を受け、受けた信号に対して周知の復調、増幅、周波数変換等を行い、その結果の信号を、制御部17に出力する。
When the
また受信部12は、図示しないRSSI回路を有している。RSSI回路は、アンテナ11から出力された信号の強度(具体的には電圧値)を、RSSI電圧値として、制御部17に出力する。
The receiving
温度センサ13は、受信部12、シリーズレギュレータ14、スイッチングレギュレータ15の近傍に配置され、受信部12、シリーズレギュレータ14、およびスイッチングレギュレータ15の周囲の温度(以下、周囲温度という)を検出し、その検出結果を制御部17に出力する。
The
シリーズレギュレータ14およびスイッチングレギュレータ15は、それぞれ、無線受信装置1の図示しない電源(例えば、バッテリ電源、イグニッション電源)から供給される電力を、受信部12、制御部17等の無線受信装置1の回路に、作動用電力として供給するための回路である。この際、シリーズレギュレータ14およびスイッチングレギュレータ15は、電源の電圧(例えば12V)を降下させ、その降圧した結果の電圧(例えば5V
)を受信部12、制御部17側に印加する。これらシリーズレギュレータ14およびスイッチングレギュレータ15は、負荷(すなわち、電力供給対象の受信部12、制御部17等)に対して並列に接続されている。
The
) Is applied to the receiving
ここで、シリーズレギュレータ14とスイッチングレギュレータ15の違いについて説明する。シリーズレギュレータ14は、電圧降下をジュール熱として放出する回路である。したがって、その作動において、不可避的に発熱して電力を損失する。その一方で、シリーズレギュレータ14は、発生するノイズの量が小さいという利点を有している。なお、シリーズレギュレータ14は、シリーズレギュレータ14自体の温度がジャンクション温度Tjに達すると、電力供給ができなくなってしまう。このジャンクション温度Tjは、シリーズレギュレータ14の構成に応じて決まる。典型的なジャンクション温度Tjの値としては、例えば125℃がある。
Here, the difference between the
スイッチングレギュレータ15は、図示しないスイッチング素子を有し、このスイッチング素子のオン・オフの切り替えによって、電圧の降下を実現している。このスイッチングレギュレータ15は、シリーズレギュレータ14に比べて放熱力が非常に少なく、電力損失が少ないという利点を有している。その一方で、シリーズレギュレータ14は、スイッチング素子のオン・オフの切り替えの周期で発振するノイズを放出するので、アンテナ11、受信部12における無線信号の受信に悪影響を与える。
The switching
切り替えスイッチ16は、制御部17の制御に従って、降圧(すなわち電力源の電圧を降下させること)のための使用対象の装置として、シリーズレギュレータ14とスイッチングレギュレータ15を切り替えるスイッチ回路である。
The
具体的には、切り替えスイッチ16は、電源とレギュレータ14、15との間に介在し、シリーズレギュレータ14の使用時には、電源のからの電流をシリーズレギュレータ14に流すと共にスイッチングレギュレータ15には流さないようにし、スイッチングレギュレータ15の使用時には、電源のからの電流をスイッチングレギュレータ15に流すと共にシリーズレギュレータ14fには流さないようにする。
Specifically, the
したがって、シリーズレギュレータ14の使用時には、シリーズレギュレータ14が作動してスイッチングレギュレータ15が非作動となり、スイッチングレギュレータ15の使用時には、スイッチングレギュレータ15が作動してシリーズレギュレータ14が非作動となる。
Therefore, when the
制御部17は、図示しないCPU、RAM、ROM等を有するマイコンであり、CPUが、ROMに記録されているプログラムをRAMに読み出して実行することで、制御部17の各種作動が実現する。制御部17は、その作動において、必要に応じて、受信部12と信号の授受を行い、温度センサ13が検出した温度の信号を取得し、切り替えスイッチ16を制御する。
The
図2〜図4に、制御部17の作動内容のフローチャートを示す。制御部17は、その作動中、図2に示す処理100を実行している。処理100の実行において制御部17は、ステップ200とステップ300の処理を繰り返し交互に実行する。ステップ200では、温度センサ13からの信号に基づいて周囲温度を特定し、ステップ300では、受信部12から出力された信号を取得することで、送信装置から送信された信号を取得し、取得した信号中のデータに基づいて、種々の処理を行う。
2 to 4 show flowcharts of the operation contents of the
例えば、無線受信装置1がスマートエントリシステムに用いられる場合、制御部17は、車両のドアのロックおよびアンロックを実行するアクチュエータを制御してドアのロックおよびアンロックを実行させ、あるいは、車両のエンジンを始動させるアクチュエータを制御して車両のエンジンの始動を実行させる。
For example, when the wireless reception device 1 is used in a smart entry system, the
また例えば、無線受信装置1がキーレスエントリシステムに用いられる場合、制御部17は車両のドアのロックおよびアンロックを実行するアクチュエータを制御してドアのロックおよびアンロックを実行させる。
Further, for example, when the wireless reception device 1 is used in a keyless entry system, the
また例えば、無線受信装置1がタイヤ空気圧モニタリングシステムに用いられる場合は、受信したタイヤの空気圧の情報をRAMまたは図示しない不揮発性の書き込み可能記憶媒体に記録し、また、図示しない表示装置にタイヤ空気圧の情報を表示させる。 For example, when the wireless receiver 1 is used in a tire pressure monitoring system, the received tire pressure information is recorded in a RAM or a nonvolatile writable storage medium (not shown), and the tire pressure is recorded on a display device (not shown). Display the information.
ここで、制御部17は、ステップ200の処理中において、特定した周囲温度に基づいて、シリーズレギュレータ14とスイッチングレギュレータ15のどちらを使用するかを切り替えるために、切り替えスイッチ16を制御するようになっている。
Here, the
具体的には、制御部17は、ステップ200において、現在シリーズレギュレータ14を使用している間は、図3に示す処理を実行し、スイッチングレギュレータ15を使用している間は、図4に示す処理を実行する。
Specifically, in
より具体的には、制御部17のRAM中の切替フラグがオフならば、図3に示す処理を実行し、当該切替フラグがオンならば、図4に示す処理を実行する。この切替フラグは、オフがシリーズレギュレータ14の使用に対応し、オンがスイッチングレギュレータ15の使用に対応する。この切替フラグは、無線受信装置1の出荷時にはオフになっていてもよい。
More specifically, if the switching flag in the RAM of the
シリーズレギュレータ14使用時に実行される図3の処理においては、まずステップ210で、温度センサ13から出力された信号(すなわち、周囲温度を示す温度信号)を取得する。続いてステップ220では、取得した温度信号に基づいて周囲温度を特定し、特定した周囲温度が閾値Tt1(第1の閾値温度に相当する)以上であるか否かを判定する。
In the process of FIG. 3 executed when the
この閾値Tt1は、あらかじめ(例えば無線受信装置1の工場出荷時から)制御部17のROMに記録されている値であり、例えば90℃である。この閾値Tt1は、それ以上周囲温度が上昇した状況でシリーズレギュレータ14が作動を続けると、シリーズレギュレータ14自体の温度がジャンクション温度Tjに達してしまう恐れが強くなってしまうような値として決められる。
The threshold value Tt1 is a value recorded in advance in the ROM of the control unit 17 (for example, from the time of factory shipment of the wireless reception device 1), and is 90 ° C., for example. This threshold value Tt1 is determined as a value that increases the risk that the temperature of the
この閾値Tt1は、シリーズレギュレータ14の温度Trと周囲温度Taとの間に成立する以下のような関係式に基づいて、上限を定めることができる。
Tr=Ta+R×P
ここで、RにPを乗じた値は、シリーズレギュレータ14自体の継続的な放熱による温度上昇量である。具体的には、Rは、シリーズレギュレータ14の構成によって決まる熱抵抗(単位℃/W)であり、Pは、シリーズレギュレータ14における降圧量(例えば、12Vから5Vへの降圧による降圧量は5V)に、シリーズレギュレータ14から負荷側に供給する電流を乗じた電力値(単位W)である。値Pは、受信部12および温度センサ13の構成から決まる値である。
The upper limit of the threshold value Tt1 can be determined based on the following relational expression established between the temperature Tr of the
Tr = Ta + R × P
Here, a value obtained by multiplying R by P is a temperature rise amount due to continuous heat radiation of the
シリーズレギュレータ14自体の温度Trがジャンクション温度Tjを超えてしまうと、シリーズレギュレータ14が正常作動しないので、上記の関係式のTrにジャンクション温度Tjを代入し、周囲温度Taについて解いた値Tj−R×Pが、閾値温度Tt1として設定できる上限値となる。
When the temperature Tr of the
ステップ220で閾値Tt1未満であると判定すれば続いてステップ230に進み、シリーズレギュレータ14を継続使用する。すなわち、切替フラグをオフにセットし、切り替えスイッチ16を切り替えない。また、ステップ220で閾値Tt1以上であると判定すれば続いてステップ240に進み、使用対象をシリーズレギュレータ14からスイッチングレギュレータ15に切り替えるよう、切り替えスイッチ16を切り替え、切替フラグをオンにセットする。ステップ220、230に続いては、図2のステップ300を実行する。
If it is determined in
また、スイッチングレギュレータ15の使用時に実行される図4の処理においては、まずステップ250で、温度センサ13から出力された温度信号を取得する。続いてステップ260では、取得した温度信号に基づいて周囲温度を特定し、特定した周囲温度が閾値Tt2(第2の閾値温度に相当する)以下であるか否かを判定する。
In the process of FIG. 4 executed when the switching
この閾値Tt2は、閾値Tt1よりも低い温度であり、あらかじめ(例えば無線受信装置1の工場出荷時から)制御部17のROMに記録されている値であり、例えば80℃である。この閾値Tt2は、それ以下に周囲温度が低下した状況で、シリーズレギュレータ14に戻しても正常に作動するような値として決められる。
This threshold value Tt2 is a temperature lower than the threshold value Tt1, and is a value recorded in advance in the ROM of the control unit 17 (for example, from the time of factory shipment of the wireless reception device 1), for example, 80 ° C. This threshold value Tt2 is determined as a value that allows normal operation even when the ambient temperature is lowered below that value and returns to the
ステップ260で閾値Tt2より大きいと判定すれば続いてステップ270に進み、スイッチングレギュレータ15を継続使用する。すなわち、切替フラグをオンにセットし、切り替えスイッチ16を切り替えない。また、ステップ260で閾値Tt2以上であると判定すれば続いてステップ280に進み、使用対象をスイッチングレギュレータ15からシリーズレギュレータ14に切り替えるよう、切り替えスイッチ16を切り替え、切替フラグをオフにセットする。ステップ270、280の後、図2のステップ300を実行する。
If it is determined in
このような処理100を制御部17が実行した場合の、シリーズレギュレータ14とスイッチングレギュレータ15の切り替え例について、図5を用いて説明する。最初に、周囲温度が閾値Tt1未満の状態であり、シリーズレギュレータ14が使用されていたとする。
An example of switching between the
そして、図5の矢印21に示すように、太陽光の影響等で周囲温度が上昇し続ける状況においても、周囲温度が閾値Tt1に達するまでは、図3のステップ210→ステップ220→ステップ230の処理が繰り返され、シリーズレギュレータ14が継続的に使用される。周囲温度が閾値Tt1以下の場合は、シリーズレギュレータ14が正常に作動するので、ノイズの少ない作動が無線受信装置1において実現する。
As shown by an
その後、周囲温度が閾値温度Tt1に到達すると、図3のステップ220において肯定判定され、ステップ240が実行されることで、矢印21に示すように、使用対象がシリーズレギュレータ14からスイッチングレギュレータ15に切り替わる。
Thereafter, when the ambient temperature reaches the threshold temperature Tt1, an affirmative determination is made in
周囲温度が閾値温度Tt1以上の環境では、シリーズレギュレータ14が正常に作動しない恐れが高くなる。また、スイッチングレギュレータ15がノイズを放出するものの、一般的に高温時は熱雑音や無線受信装置のアンテナの整合性が悪くなるなどの原因で受信性能は悪化するので、相対的にスイッチングレギュレータ15のノイズの悪影響が少なくなる。
In an environment where the ambient temperature is equal to or higher than the threshold temperature Tt1, there is a high possibility that the
使用対象がシリーズレギュレータ14からスイッチングレギュレータ15に切り替わった後、太陽が遮られる等の原因で、矢印22に示すように周囲温度が低下しても、周囲温度が閾値Tt2以下に低下するまでは、図4のステップ250→ステップ260→ステップ270の処理が繰り返され、スイッチングレギュレータ15が継続的に使用される。
After the object of use is switched from the
したがって、周囲温度が閾値温度Tt1を跨いでゆらいでいても、シリーズレギュレータ14とスイッチングレギュレータ15との間の相互切り替えが頻繁に発生することがない。
Therefore, even if the ambient temperature fluctuates over the threshold temperature Tt1, mutual switching between the
その後、周囲温度が閾値温度Tt2まで低下すると、図4のステップ260において肯定判定され、ステップ280が実行されることで、矢印22に示すように、使用対象がスイッチングレギュレータ15からシリーズレギュレータ14に切り替わる。
Thereafter, when the ambient temperature falls to the threshold temperature Tt2, an affirmative determination is made in
以上説明した通り、無線受信装置1は、周囲温度が閾値温度Tt1以上まで上昇すると、電力源からの電圧を降下させて回路12、17に印加するために使用する対象を、シリーズレギュレータ14から、スイッチングレギュレータ15へ切り換える。
As described above, when the ambient temperature rises to the threshold temperature Tt1 or higher, the wireless reception device 1 reduces the voltage from the power source to be applied to the
スイッチングレギュレータ15は、シリーズレギュレータ14に比べ、作動時にジュール熱を発しにくく、高温時においても必要な電流の供給を行うことができる。その点で、高温環境下においてスイッチングレギュレータ15はシリーズレギュレータ14よりも有利である。
The switching
その一方で、スイッチングレギュレータ15は、作動時に電波放射を行ってノイズを送出してしまう。しかし、一般的に高温時は熱雑音や無線受信装置のアンテナの整合性が悪くなるなどの原因で受信性能は悪化し、相対的にスイッチングレギュレータ15のノイズの影響が少なくなる。この点からも、スイッチングレギュレータ15は高温下での使用が適していると言える。
On the other hand, the switching
このようになっているので、シリーズレギュレータ14を有している無線受信装置1において、シリーズレギュレータ14の利点を生かしつつも、高温下で無線受信装置1が適切に作動できる。すなわち、周囲の温度が閾値温度Tt1を超えるまでは、シリーズレギュレータ14を使用してノイズを低く抑えることができ、周囲の温度が閾値温度Tt1を超えた後は、スイッチングレギュレータ15を用いて確実に電力供給を続けることができる。
Thus, in the wireless reception device 1 having the
また、制御部17は、温度センサ13が検出した温度と、閾値温度Tt1より低い閾値温度Tt2とを比較し、検出した温度が閾値温度Tt2以下まで降下したことに基づいて、使用対象をスイッチングレギュレータ15からシリーズレギュレータ14に切り替えるようになっている。
In addition, the
このように、温度降下時に、閾値温度Tt1以下に温度降下したときではなく、さらに低い閾値温度Tt2以下に温度降下したときに、使用対象をスイッチングレギュレータ15からシリーズレギュレータ14に戻す。つまり、シリーズレギュレータ14とスイッチングレギュレータ15との間の相互切り替えのための閾値温度に、ヒステリシスを設ける。
In this way, when the temperature drops, not when the temperature drops below the threshold temperature Tt1, but when the temperature drops below the lower threshold temperature Tt2, the object to be used is returned from the switching
このようにするのは、ヒステリシスを設けなければ、周囲の温度が閾値温度を跨いでゆらいでいる場合に、切り替えが頻繁に発生してしまうからである。切り替えには、ある程度の時間がかかり、その間は、無線受信装置1の回路12、17が信号を受信できなくなる。したがって、切り替えが頻発すると、受信すべき信号を受信し逃してしまう可能性が高くなる。したがって、上記のように切り替えのための閾値温度にヒステリシスを設けることで、切り替えが頻繁に発生することを防ぎ、受信すべき信号を受信し逃してしまう可能性を低減することができる。
This is because if the hysteresis is not provided, switching frequently occurs when the ambient temperature fluctuates across the threshold temperature. Switching takes some time, during which time the
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について、第1実施形態と異なる点について説明する。本実施形態の制御部17は、図2の処理100のステップ300において、受信信号の強度に基づいて、シリーズレギュレータ14とスイッチングレギュレータ15の間の切り替え処理を実行する。
(Second Embodiment)
Next, a difference between the second embodiment of the present invention and the first embodiment will be described. The
具体的には、制御部17は、ステップ300において、特定の場合に、図6に示すような処理を実行するようになっている。特定の場合とは、具体的には、切替フラグが1となっている場合である。言い換えれば、周囲温度に基づいて、スイッチングレギュレータ15を使用するように切り替わっている状況である。特定の場合以外の場合におけるステップ300の処理内容は、第1実施形態と同じである。
Specifically, in
制御部17は、300の実行において、まずステップ310で、受信部12から出力されたRSSI電圧の信号に基づいて、現在受信部12が受信している無線信号の電圧値を特定し、それが閾値電圧Vt1を超えていれば、続いてステップ320を実行し、閾値電圧Vt1以下であれば、続いてステップ350で、スイッチングレギュレータ15の使用を継続する。すなわち、切り替えスイッチ16を切り替えない。
In the execution of 300, the
この閾値電圧Vt1は、それ以上の電圧であれば受信部12が通信システムの送信機からの無線信号を受信している状況である可能性が高い状況であると言えるような電圧値である。
This threshold voltage Vt1 is such a voltage value that it can be said that there is a high possibility that the receiving
ステップ320では、切り替えスイッチ16を制御して、使用対象をスイッチングレギュレータ15からシリーズレギュレータ14に一時的に切り替える。なおこのとき、切替フラグは、オンのままにしておく。したがって、切替フラグは、周囲温度に基づいてシリーズレギュレータ14とスイッチングレギュレータ15の使用の制御についての切り替えを示すフラグであって、RSSI電圧に基づく切り替えの制御を反映するものではない。
In
続いてステップ330では、受信部12から出力された信号を受信し、受信した信号中のデータに基づいて、上述したような種々の処理を実行する。続いてステップ340では、受信部12から出力されたRSSI電圧の信号に基づいて、現在受信部12が受信している無線信号の電圧値を特定し、それが閾値電圧Vt2未満であるか否かを判定する。
Subsequently, in
ここで閾値電圧Vt2は、それ未満の電圧であれば受信部12が通信システムの送信機からの無線信号の受信を終了した状況である可能性が高い状況であると言えるような電圧値であり、閾値電圧Vt1よりも小さい値である。
Here, the threshold voltage Vt2 is such a voltage value that it can be said that there is a high possibility that the receiving
現在受信部12が受信している無線信号の電圧値が閾値電圧Vt2以上であれば、再度ステップ330を実行し、閾値電圧Vt2未満であれば、続いてステップ350で、使用対象をシリーズレギュレータ14からスイッチングレギュレータ15に戻す。すなわち、切り替えスイッチ16を、シリーズレギュレータ14の使用からスイッチングレギュレータ15の使用に切り替える。なおこのときも、切替フラグは、オンのままにしておく。ステップ350の後、続いて図2のステップ200の処理を実行する。
If the voltage value of the radio signal currently received by the receiving
このようになっているので、受信部12が送信装置からの信号を受信していない間は、ステップ310→ステップ350の処理によって、スイッチングレギュレータ15の使用が継続される。
Thus, while the
しかし、受信部12が送信装置からの信号を受信し始め、受信電波のコード先頭(プリアンブル部)によりRSSI電圧が立ち上がると、ステップ310→ステップ320の処理によって、使用対象がスイッチングレギュレータ15からシリーズレギュレータ14に一時的に切り替わる。
However, when the
その後、無線信号の受信が続いている間、すなわち、RSSI電圧に基づく電圧値が閾値電圧Vt2を下回らない間は、ステップ330、340の処理が繰り返されることで、シリーズレギュレータ14の使用が継続される。
Thereafter, while the reception of the radio signal continues, that is, while the voltage value based on the RSSI voltage does not fall below the threshold voltage Vt2, the processing of
その後、無線信号の受信が終了すると、RSSI電圧に基づく電圧値が閾値電圧Vt2を下回り、ステップ340→ステップ350の処理によって、使用対象がシリーズレギュレータ14からスイッチングレギュレータ15に戻る。
Thereafter, when the reception of the radio signal is finished, the voltage value based on the RSSI voltage falls below the threshold voltage Vt2, and the target of use is returned from the
このように、制御部17は、閾値温度Tt1以上の状況におけるスイッチングレギュレータ15の使用時(すなわち、熱損失は小さいが、スイッチングレギュレータ14の自己ノイズにより電波受信感度は少し悪くなっている場合)に、電波受信のコード先頭(プリアンブル部)により立ち上がったRSSI電圧を検出し、RSSI電圧による電圧値が閾値電圧Vt1を超えた場合は、閾値電圧Vt2を下回るまで、周囲温度と関係なく、シリーズレギュレータ14に一時的に使用対象を切り替える。このように、周囲温度と関係なく、信号の受信時に、一時的にシリーズレギュレータ14を使用することで、受信感度を犠牲にすることなく無線受信装置1を作動させることができる。これは、電波信号受信という極めて短い期間であれば、シリーズレギュレータ14を使用しても、シリーズレギュレータ14の温度はジャンクション温度を超える程には上昇しないことを利用した作動である。
As described above, the
以上説明した通り、制御部17は、温度センサ13が検出した温度が閾値温度Tt1以上まで上昇した後、閾値温度Tt2以下まで低下するまでの期間においても、無線受信した信号の強度が閾値電圧Vt1を超えたことに基づいて、使用対象をスイッチングレギュレータ15からシリーズレギュレータ14に切り替え、その後、無線受信した信号の強度が閾値電圧Vt2を下回るまで、シリーズレギュレータ14の使用を継続するようになっている。
As described above, the
このようにすることで、無線受信した信号の強度によって、受信すべき信号を受信しているか否かを判定し、スイッチングレギュレータ15を使用しているときでも、受信すべき信号を受信している間は、一時的にシリーズレギュレータ14に切り替えるようになる。
In this way, it is determined whether or not a signal to be received is received based on the strength of the signal received wirelessly, and the signal to be received is received even when the switching
スイッチングレギュレータ15を使用しているときは、シリーズレギュレータ14を持続的に用いていると、周囲の温度が高い上に、シリーズレギュレータ14の発熱量が大きくなってしまい、結果として十分な電力供給が行えなくなってしまう恐れがある場合である。しかしこのような場合でも、必要な信号の受信のための短い期間であれば、シリーズレギュレータ14を用いてもシリーズレギュレータ14自体の発熱量はさほど大きくないので、十分な電力供給が行える。元々シリーズレギュレータ14は、スイッチングレギュレータ15に比べてノイズ発生量が少ないので、このように、短期間に絞ってシリーズレギュレータ14を使用することで、高温環境下でも受信部12および制御部17の受信感度を犠牲にすることなく無線受信を行うことができるようになる。
When the switching
なお、閾値電圧Vt2は、閾値電圧Vt1よりも小さい。したがって、閾値強度にヒステリシスを設けたことになるので、切り替えが頻繁に発生することを防ぎ、受信すべき信号を受信し逃してしまう可能性を低減することができる。しかし、ヒステリシス効果がひつようないなら、閾値電圧Vt2は閾値電圧Vt1と同じであってもよい。 The threshold voltage Vt2 is smaller than the threshold voltage Vt1. Therefore, since hysteresis is provided in the threshold intensity, it is possible to prevent frequent switching, and to reduce the possibility of receiving and missing a signal to be received. However, the threshold voltage Vt2 may be the same as the threshold voltage Vt1 if there is no hysteresis effect.
1 無線受信装置
11 アンテナ
12 受信部
13 温度センサ
14 シリーズレギュレータ
15 スイッチングレギュレータ
16 切り替えスイッチ
17 制御部
21 温度上昇時推移
22 温度降下時推移
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
電力源からの電圧を降下させて前記回路(12、17)に印加するためのシリーズレギュレータ(14)と、
電力源からの電圧を降下させて前記回路(12、17)に印加するためのスイッチングレギュレータ(15)と、
前記回路(12、17)、シリーズレギュレータ(14)、およびスイッチングレギュレータ(15)の周囲の温度を検出する温度センサ(13)と、を備え、
前記回路(12、17)は、前記シリーズレギュレータ(14)と前記スイッチングレギュレータ(15)を切り替えて使用し、
さらに前記回路(12、17)は、前記温度センサ(13)が検出した温度が第1の閾値温度(Tt1)未満から第1の閾値温度(Tt1)以上まで上昇したことに基づいて、使用対象を前記シリーズレギュレータ(14)から前記スイッチングレギュレータ(15)に切り替えることを特徴とする無線受信装置。 Circuits for wireless reception (12, 17);
A series regulator (14) for dropping the voltage from the power source and applying it to the circuit (12, 17);
A switching regulator (15) for dropping a voltage from a power source and applying it to the circuit (12, 17);
A temperature sensor (13) for detecting the ambient temperature of the circuit (12, 17), the series regulator (14), and the switching regulator (15),
The circuit (12, 17) is used by switching the series regulator (14) and the switching regulator (15),
Furthermore, the circuit (12, 17) is used based on the fact that the temperature detected by the temperature sensor (13) has risen from below the first threshold temperature (Tt1) to above the first threshold temperature (Tt1). Is switched from the series regulator (14) to the switching regulator (15).
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