JP2011114933A

JP2011114933A - 保護回路

Info

Publication number: JP2011114933A
Application number: JP2009268653A
Authority: JP
Inventors: Kenji Tanaka; 賢司田中
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2009-11-26
Filing date: 2009-11-26
Publication date: 2011-06-09

Abstract

【課題】過電流を検出するための閾値を低い値に設定できる保護回路を提供すること。
【解決手段】保護回路１０において、監視部３８は、スリープ制御回路３４から内部ウェイクアップ信号Ｓ１が入力された場合には、閾値を第１の閾値に設定し、スリープ制御回路３４から内部ウェイクアップ信号Ｓ１が入力されない場合には、閾値を第２の閾値に設定する。そして、監視部３８は、充電池３７から供給される電流値が第１の閾値又は第２の閾値を超えるか否かを監視する。
【選択図】図２

Description

本発明は、過電流から機器本体を保護する保護回路に関する。

従来より、電源から機器本体（システム）への電力を供給する電力供給ラインに過電流が発生した場合、過電流に起因する発熱や発煙等を防ぐために、電源から機器本体への電力の供給を遮断する必要がある。

このような過電流から機器本体を保護する保護回路において、電源から供給される電流を過電流として検出するための閾値を機器本体の動作状態に応じて変更する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１には、電源から機器本体へ供給される電流を監視する監視部と、この監視部とシリアル通信バスを介して接続されるＣＰＵとを備え、ＣＰＵは、機器本体で使用される電流が少ない状態では、監視部により過電流として検出するための閾値を低く設定し、機器本体で使用される電流が多い状態では、監視部により過電流として検出するための閾値を高く設定する保護回路が提案されている。

特開２００９−８１９４８号公報

しかし、特許文献１に記載の技術では、ＣＰＵと監視部とがシリアル通信バスを介して接続されているため、閾値を変更する際にシリアル通信バスにおいて電流が消費される。このため、機器本体で使用される電流が少ない状態では、過電流として検出するための閾値は、本来、低く設定すべきであるが、実際には、シリアル通信バスにおいて消費される電流を考慮し、本来設定されるべき値よりも高い値に設定する必要があった。

そこで、本発明は、過電流を検出するための閾値を低い値に設定できる保護回路を提供することを目的とする。

本発明に係る保護回路は、上記課題を解決するために、システムを起動させるための起動信号を出力する起動制御回路と、前記起動制御回路から入力される前記起動信号に基づいてクロック信号を発生し、発生した当該クロック信号を出力するクロック回路と、前記起動制御回路から入力される前記起動信号及び前記クロック回路から入力される前記クロック信号に基づいて駆動する主制御回路と、前記起動制御回路から前記起動信号が入力された場合には、第１の閾値に設定し、前記起動制御回路から前記起動信号が入力されない場合には、第２の閾値に設定する閾値設定部と、電源から供給される電流値が前記閾値設定部により設定されている前記第１の閾値又は前記第２の閾値を超えるか否かを監視する監視部とを備えることを特徴とする。

また、前記閾値設定部において、前記第２の閾値は、前記第１の閾値よりも低い値に設定され、前記保護回路は、前記監視部により前記電流値が前記第１の閾値又は前記第２の閾値を超えると判定された場合には、前記電源からの前記電流値の供給を遮断する遮断部を備えることが好ましい。

また、前記保護回路は、前記主制御回路の動作が抑制された状態で所定の機能を実行する機能実行部と、前記機能実行部の前記所定の機能の動作状態に基づいて前記第１の閾値を設定するための閾値設定信号を出力する閾値設定信号出力部と、前記起動信号及び前記閾値設定信号のいずれかが入力された場合には、前記起動信号を前記閾値設定部に出力し、前記起動信号及び前記閾値設定信号が入力されない場合には、前記起動信号を前記閾値設定部に出力しない判断回路とを備え、前記閾値設定部は、前記判断回路から前記起動信号が入力された場合には、前記第１の閾値に設定し、前記判断回路から前記起動信号が入力されない場合には、前記第２の閾値に設定することが好ましい。

本発明によれば、過電流を検出するための閾値を低い値に設定できる保護回路を提供することができる。

本発明に係る保護回路を有する携帯電子機器の一例である携帯電話機の外観斜視図である。第１実施形態の携帯電話機の内部の機能を示す機能ブロック図である。充電池及び監視部に関する具体的な構成について示す図である。第２実施形態の携帯電話機の内部の機能を示す機能ブロック図である。

＜第１実施形態＞
以下、本発明の好適な第１実施形態について説明する。図１は、本発明に係る保護回路を有する携帯電子機器の一例である携帯電話機１の外観斜視図を示す。なお、図１は、いわゆる折り畳み型の携帯電話機の形態を示しているが、本発明に係る携帯電話機の形態としては特にこれに限られない。例えば、両筐体を重ね合わせた状態から一方の筐体を一方向にスライドさせるようにしたスライド式や、重ね合せ方向に沿う軸線を中心に一方の筐体を回転させるようにした回転式（ターンタイプ）や、操作部と表示部とが一つの筐体に配置され、連結部を有さない形式（ストレートタイプ）でもよい。

携帯電話機１は、操作部側筐体２と、表示部側筐体３とを備える。操作部側筐体２は、表面部に、操作部１１と、携帯電話機１の使用者が通話時に発した音声が入力されるマイク１２とを備える。操作部１１は、各種設定や電話帳機能やメール機能等の各種機能を作動させるための機能設定操作キー１３と、電話番号の数字やメール等の文字等を入力するための入力操作キー１４と、各種操作における決定やスクロール等を行う決定操作キー１５とから構成されている。なお、機能設定操作キー１３、入力操作キー１４及び決定操作キー１５は、表示部２１と一体に形成されたタッチパネル上に配置するように構成してもよい。

また、表示部側筐体３は、表面部に、各種情報を表示するための表示部２１と、通話の相手側の音声を出力するスピーカ２２とを備える。

また、操作部側筐体２の上端部と表示部側筐体３の下端部とは、ヒンジ機構４を介して連結されている。また、携帯電話機１は、ヒンジ機構４を介して連結された操作部側筐体２と表示部側筐体３とを相対的に回転することにより、操作部側筐体２と表示部側筐体３とが互いに開いた状態（開放状態）にしたり、操作部側筐体２と表示部側筐体３とを折り畳んだ状態（折畳み状態）にしたりできる。

図２は、第１実施形態の携帯電話機１の内部の機能を示す機能ブロック図である。携帯電話機１は、図２に示すように、ＣＰＵ３０（主制御回路）と、ＲＡＭ３１と、ＲＯＭ３２と、主クロック回路３３（クロック回路）と、スリープ制御回路３４（起動制御回路）と、Ｉ／Ｏポート３５と、電源制御回路３６と、充電池３７（電源）と、監視部３８（監視部、閾値設定部）と、シリアル通信バス３９と、通信インターフェース部４０とを備える。

また、保護回路１０は、上述したＣＰＵ３０と、主クロック回路３３と、スリープ制御回路３４と、Ｉ／Ｏポート３５と、監視部３８とから構成される。

ＣＰＵ３０は、携帯電話機１全体を制御する。また、ＣＰＵ３０は、スリープ制御回路３４から入力される内部ウェイクアップ信号Ｓ１、及び主クロック回路３３から入力されるクロック信号に基づいて駆動する。
ＲＡＭ３１は、ワーキングメモリであって、ＲＯＭ３２から読み出されたソフトウェアが展開される。

ＲＯＭ３２は、各種情報や、所定のアプリケーションプログラム（以下、アプリケーションという）が格納されているメモリである。具体的には、ＲＯＭ３２には、複数のアプリケーションを動作させるためのＯＳ（ＯｐｅｒａｔｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）プログラム３２１（以下単に「システム」という）、電源制御アプリケーション３２２、スリープ管理アプリケーション３２３、制御アプリケーション３２４等が格納されている。

主クロック回路３３は、スリープ制御回路３４から入力される内部ウェイクアップ信号Ｓ１に基づいて起動し、起動後に所定の周波数のクロック信号を発生させる。そして、主クロック回路３３は、発生させたクロック信号をＣＰＵ３０に供給する。

スリープ制御回路３４は、スリープタイマを有し、スリープ管理アプリケーション３２３と協同して、システムの状態を、システムが動作している通常モード又はシステムの動作が抑制されるスリープモードに移行させる。

具体的には、システムが通常モードとなっている状態において、システムへ所定のアプリケーションからの動作要求がない状態が所定の期間経過した場合には、スリープ管理アプリケーション３２３は、主クロック回路３３を停止させることにより、ＣＰＵ３０の一部を除き、ＣＰＵ３０を停止させる。これにより、システムの状態は、スリープモードに移行する。この際、スリープ管理アプリケーション３２３は、スリープ制御回路３４のスリープタイマに一定のスリープ期間を設定する。

また、システムがスリープモードとなっている状態において、システムに対して所定のアプリケーションからの動作要求があった場合、又はスリープタイマにおけるスリープ期間が経過した場合には、スリープ管理アプリケーション３２３は、スリープ制御回路３４によりシステムを起動させるための内部ウェイクアップ信号Ｓ１をＣＰＵ３０及び主クロック回路３３に出力する。これにより、システムの状態は、通常モードに移行する。

なお、スリープ期間において、ＣＰＵ３０が一時的に通常モードとなっていないと、システムが動作要求を受け付けられないアプリケーションが存在するため、このようなアプリケーションからの動作要求の有無を確認するために、一旦、スリープモードに移行した後、スリープ期間が経過すると、スリープ管理アプリケーション３２３は、システムの状態を通常モードに移行する。そして、通常モードに移行してから一定のウェイクアップ期間が経過すると、スリープ管理アプリケーション３２３は、再度、システムの状態をスリープモードに移行する。

主クロック回路３３は、スリープ制御回路３４から入力される内部ウェイクアップ信号Ｓ１に基づいて、所定の周波数のクロック信号を発生させる。そして、主クロック回路３３は、発生したクロック信号をＣＰＵ３０に供給（出力）する。ＣＰＵ３０は、内部ウェイクアップ信号Ｓ１が入力されると、リソースの設定処理等を行い、クロック信号が入力されることにより動作を開始する。

また、ＣＰＵ３０は、Ｉ／Ｏポート３５を介して、ＣＰＵ３０により制御される制御対象（例えば、電源制御回路３６）との信号の送受信を行う。
電源制御回路３６は、充電池３７が接続されており、充電池３７から供給される電源電圧を所定の電源電圧に変換し、変換後の電源電圧を携帯電話機１００の各部に供給する。

監視部３８は、充電池３７から供給される電流値が、設定されている第１の閾値Ｉ１又は第２の閾値Ｉ２を超えるか否かを監視する。
また、監視部３８は、信号線を介して、ＣＰＵ３０と接続されている。

通信インターフェース部４０は、シリアルＩ／Ｆ４０１と、通信バッファメモリ４０２と有し、シリアル通信バス３９と内部バス４１との間の信号の送受信を行う。

図３は、図２に示す充電池３７及び監視部３８に関する具体的な構成について示す図である。図３に示すように、充電池３７と電源制御回路３６との間には、スイッチ４２（遮断部）が接続される。また、充電池３７とスイッチ４２との間には、抵抗Ｒが接続される。

監視部３８は、増幅器３８１と、電圧出力回路３８２と、比較器３８３とを備える。
増幅器３８１は、抵抗Ｒにおける電圧を増幅して、比較器３８３に出力する。

電圧出力回路３８２は、ＣＰＵ３０からの制御信号に従い、第１の電圧Ｖ１又は第１の電圧よりも低い第２の電圧Ｖ２を出力する。具体的には、電圧出力回路３８２は、システムの状態が通常モードであることを示す制御信号が入力された場合には、第１の電圧Ｖ１を出力し、システムの状態がスリープモードであることを示す制御信号が入力された場合には、第１の電圧Ｖ１よりも低い第２の電圧Ｖ２を出力する。

比較器３８３は、増幅器３８１から入力される電圧と、電圧出力回路３８２から入力される電圧とを比較し、増幅器３８１から入力される電圧が電圧出力回路３８２から入力される電圧を超える場合には、スイッチ４２をＯＦＦする電圧Ｖｏｆｆを出力する。これにより、例えば、電源から供給される電流値が過電流である場合に、スイッチ４２はＯＦＦされて、充電池３７からＣＰＵ３０への電流の供給が遮断される。

一方、比較器３８３は、増幅器３８１から入力される電圧が電圧出力回路３８２から入力される電圧を超えない場合には、スイッチ４２をＯＮする電圧Ｖｏｎを出力する。これにより、スイッチ４２はＯＮされて、充電池３７からＣＰＵ３０へ電流が供給される。

このように監視部３８は、抵抗Ｒでの電圧降下を用いて充電池３７から供給される電流が過電流であるか否かを監視する。すなわち、監視部３８において、第１の閾値Ｉ１又は第２の閾値Ｉ２の設定は、システムの状態に応じて、電圧出力回路３８２により第１の電圧Ｖ１又は第２の電圧Ｖ２を出力することにより実現される。また、監視部３８において、充電池３７から供給される電流値が第１の閾値Ｉ１又は第２の閾値Ｉ２を超えるか否かを監視することは、比較器３８３により増幅器３８１から出力される電圧と、電圧出力回路３８２から出力される電圧とを比較することで実現される。

ここで、システムの状態が通常モードである場合には、監視部３８は、閾値を第１の閾値Ｔ１に設定し、システムの状態がスリープモードである場合には、閾値を第１の閾値Ｉ１よりも低い第２の閾値Ｉ２に設定する。このようにシステムの状態がスリープモードである場合には、監視部３８は、閾値を第１の閾値Ｉ１よりも低い第２の閾値Ｉ２に設定し、充電池２７から供給される電流値が第２の閾値Ｉ２を超えるか否かを監視する。

スリープモードでは、システム全体で消費される電流が通常モードよりも少ないため、過電流となる電流値も低くなる。したがって、監視部３８は、閾値を低い電流値に設定することが可能となる。また、閾値を低い電流値に設定することで、監視部３８における発熱量を低減することができる。

第１実施形態の携帯電話機１において、監視部３８は、シリアル通信バス３９と接続されていない。その一方で、監視部３８は、スリープ制御回路３４から出力される内部ウェイクアップ信号Ｓ１が入力される構成となっている。

監視部３８は、スリープ制御回路３４から内部ウェイクアップ信号Ｓ１が入力された場合には、閾値を第１の閾値Ｉ１に設定し、スリープ制御回路３４から内部ウェイクアップ信号Ｓ１が入力されない場合には、閾値を第２の閾値Ｉ２に設定する。
そして、監視部３８は、充電池３７から供給される電流値が第１の閾値Ｉ１又は第２の閾値Ｉ２を超えるか否かを監視する。

このように第１実施形態の保護回路１０によれば、内部ウェイクアップ信号Ｓ１を用いて、監視部３８の閾値を設定する。内部ウェイクアップ信号Ｓ１は、単一の信号であるため、シリアル通信バス３９等を用いる必要がない。このため、監視部３８において閾値を設定する際に消費される電流値を低くすることができる。したがって、保護回路１０は、監視部３８において閾値を設定する際に消費される電流値を考慮する必要がないため、第２の閾値Ｉ２をより低い値に設定できる。

また、スイッチ４２は、監視部３８により第１の閾値Ｉ１又は第２の閾値Ｉ２を超えると判定された場合には、スイッチをＯＦＦして、充電池３７からの電流の供給を遮断する。

このように第１実施形態の保護回路１０によれば、第１の閾値Ｉ１又は第２の閾値Ｉ２を超えると判定された場合、つまり、充電池３７から供給される電流が過電流であると判定された場合には、充電池３７からの電流の供給を遮断する。したがって、保護回路１０は、携帯電話機１本体を過電流に起因する故障から保護することができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の保護回路の第２実施形態について説明する。第２実施形態については、主として、第１実施形態とは異なる点を説明し、第１実施形態と同様の構成について同一符号を付し、説明を省略する。第２実施形態について特に説明しない点については、第１実施形態についての説明が適宜適用される。

第２実施形態の保護回路１０ａは、閾値ホールド信号Ｓ２を用いる点及びＯＲ回路４４を備える点が第１実施形態とは主として異なる。

第２実施形態の携帯電話機１ａにおいて、システムの状態がスリープモードとなっており、主クロック回路３３が停止していても、起動しているＣＰＵ３０の一部（機能動作部）は、所定の機能を実行する場合がある。
ここで、所定の機能としては、例えば、充電池３７の充電、表示部２１の表示、ＬＥＤ（不図示）の点灯、磁界アンテナ（不図示）による無線通信等が挙げられる。

このような場合、ＣＰＵ３０の一部は、所定の機能の動作状態に基づいて、第１の閾値Ｉ１を設定するための閾値ホールド信号Ｓ２をＯＲ回路４４に出力する。

具体的には、ＣＰＵ３０の一部は、システムの状態がスリープモードとなっており、主クロック回路３３が停止していても、充電池３７の充電、表示部２１の表示、ＬＥＤの点灯、磁界アンテナによる無線通信のいずれかが行われている場合には、第１の閾値Ｉ１を設定するための閾値ホールド信号Ｓ２をＯＲ回路４４に出力する。

ＯＲ回路４４（判断回路）は、内部ウェイクアップ信号Ｓ１及び閾値ホールド信号Ｓ２のいずれかが入力された場合には、内部ウェイクアップ信号Ｓ１を監視部３８に出力し、内部ウェイクアップ信号Ｓ１及び閾値ホールド信号Ｓ２が入力されない場合には、内部ウェイクアップ信号Ｓ１を監視部３８に出力しないように構成される。

監視部３８は、ＯＲ回路４４から内部ウェイクアップ信号Ｓ１が入力された場合には、閾値を第１の閾値Ｉ１に設定し、ＯＲ回路４４から内部ウェイクアップ信号Ｓ１が入力されない場合には、閾値を第２の閾値Ｉ２に設定する。

このように第２実施形態の保護回路１０ａは、システムの状態がスリープモードとなっており、主クロック回路３３が停止していても、充電池３７の充電、表示部２１の表示、ＬＥＤの点灯、磁界アンテナによる無線通信のいずれかが行われている場合には、監視部３８の閾値を第１の閾値のまま維持する。

このため、システムの状態がスリープモードとなっており、主クロック回路３３が停止した状態で充電池３７の充電、表示部２１の表示、ＬＥＤの点灯、磁界アンテナによる無線通信のいずれかが行われている場合に、閾値が第２の閾値Ｉ２に設定され、監視部３８が誤って過電流であると判定することを抑制することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。

また、上述した実施形態において、本発明の保護回路を備える携帯電子機器としての携帯電話機１について説明したが、これに限定されず、デジタルカメラ、ＰＨＳ（登録商標；ＰｅｒｓｏｎａｌＨａｎｄｙｐｈｏｎｅＳｙｓｔｅｍ）、ＰＤＡ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＡｓｓｉｓｔａｎｔ）、ポータブルナビゲーション装置、パソコン、ノートパソコン、携帯ゲーム装置等であってもよい。

１携帯電話機
１０保護回路
３０ＣＰＵ（主制御回路）
３３主クロック回路（クロック回路）
３４スリープ制御回路（起動制御回路）
３８監視部（監視部、閾値設定部）

Claims

システムを起動させるための起動信号を出力する起動制御回路と、
前記起動制御回路から入力される前記起動信号に基づいてクロック信号を発生し、発生した当該クロック信号を出力するクロック回路と、
前記起動制御回路から入力される前記起動信号及び前記クロック回路から入力される前記クロック信号に基づいて駆動する主制御回路と、
前記起動制御回路から前記起動信号が入力された場合には、第１の閾値に設定し、前記起動制御回路から前記起動信号が入力されない場合には、第２の閾値に設定する閾値設定部と、
電源から供給される電流値が前記閾値設定部により設定されている前記第１の閾値又は前記第２の閾値を超えるか否かを監視する監視部とを備えることを特徴とする保護回路。
前記閾値設定部において、前記第２の閾値は、前記第１の閾値よりも低い値に設定され、
前記監視部により前記電流値が前記第１の閾値又は前記第２の閾値を超えると判定された場合には、前記電源からの前記電流値の供給を遮断する遮断部を備えることを特徴とする請求項１に記載の保護回路。
前記主制御回路の動作が抑制された状態で所定の機能を実行する機能実行部と、
前記機能実行部の前記所定の機能の動作状態に基づいて前記第１の閾値を設定するための閾値設定信号を出力する閾値設定信号出力部と、
前記起動信号及び前記閾値設定信号のいずれかが入力された場合には、前記起動信号を前記閾値設定部に出力し、前記起動信号及び前記閾値設定信号が入力されない場合には、前記起動信号を前記閾値設定部に出力しない判断回路とを備え、
前記閾値設定部は、前記判断回路から前記起動信号が入力された場合には、前記第１の閾値に設定し、前記判断回路から前記起動信号が入力されない場合には、前記第２の閾値に設定することを特徴とする請求項１に記載の保護回路。