JP2018061354A - 電子装置及びその制御方法、並びに制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】回路規模が比較的小さい電源制御回路により電池の残量に応じて電池を切り換可能にする。【解決手段】電子装置１は、負荷２１〜２３、第１電池１１、第２電池１２及び第１電池１１及び第２電池１２のそれぞれと負荷２２とを順次接続する電源制御回路２０を有する。電源制御回路２０は、一端が第１電池１１に接続され且つ他端が負荷２１〜２３に接続された第１スイッチ４１と、一端が第２電池１２に接続され且つ他端が負荷２１〜２３に接続された第２スイッチ４２と、第１比較回路３１とを有する。第１比較回路３１は、第１入力端子が第１電池１１の出力端子に接続され且つ第２入力端子に所定のしきい値電圧が入力される。第１比較回路３１は、第１電池１１の出力電圧としきい値電圧との比較結果に基づいて、第１スイッチ４１及び第２スイッチ４２を制御すると共に、第１電池１１が負荷２１〜２３に給電するか否かを示す第１電池選択信号を出力する。【選択図】図２

Description

本発明は、電子装置及びその制御方法、並びに制御システムに関する。

メインバッテリとサブバッテリとを有する無線通信装置において、メインバッテリの電圧レベルが低下したときに、負荷に給電する電池をメインバッテリからサブバッテリに自動的に切換えることが知られている（例えば、特許文献１を参照）。また、電源電池の残量が所定値以下になったときに、予め登録しされたメール送信先に、当該携帯電話機が電池切れ状態であることを示すメールメッセージを送信する携帯電話が知られている（例えば、特許文献２を参照）。

特開平５−７１７５号公報 特開２００４−４０４７７号公報

しかしながら、検出した電池の残量に応じて電池を切り換える電源制御回路の回路規模が大きくなると、電源制御回路で消費される電力も大きくなるという問題がある。

一実施形態では、電池の残量に応じて電池を切り換える、回路規模が比較的小さい電源制御回路を有する電子装置を提供する。

１つの態様では、電子装置は、負荷と、第１電池と、第２電池と、第１電池及び第２電池のそれぞれと負荷とを順次接続する電源制御回路とを有する。電源制御回路は、一端が第１電池に接続され且つ他端が負荷に接続された第１スイッチと、一端が第２電池に接続され且つ他端が負荷に接続された第２スイッチと、第１比較回路とを有する。第１比較回路は、第１入力端子が第１電池の出力端子に接続され且つ第２入力端子に所定のしきい値電圧が入力される。第１比較回路は、第１電池の出力電圧としきい値電圧との比較結果に基づいて、第１スイッチ及び第２スイッチを制御すると共に、第１電池が負荷に給電するか否かを示す第１電池選択信号を出力する。

一実施形態では、回路規模が比較的小さい電源制御回路により電池の残量に応じて電池を切り換可能になる。

第１実施形態に係る電子装置を含む制御システムの回路ブロック図である。 図１に示す電源制御回路の内部回路ブロック図である。 図２に示す電源制御回路の動作を説明するための図であり、（ａ）は電源制御回路のタイミングチャートを示し、（ｂ）は第１電池の出力電圧がしきい値電圧以上の状態を示し、（ｃ）は第１電池の出力電圧がしきい値電圧未満の状態を示す。 第２実施形態に係る電子装置を含む制御システムの回路ブロック図である。 図４に示す電源制御回路の内部回路ブロック図である。 図５に示す電源制御回路の動作を説明するための図であり、（ａ）は第１電池の出力電圧がしきい値電圧以上の状態を示し、（ｂ）は第１電池の出力電圧がしきい値電圧未満の状態を示す。 第７実施形態に係る電子装置を含む制御システムの回路ブロック図である。 図７に示す電源制御回路の内部回路ブロック図である。 図８に示す電源制御回路の動作を示すタイミングチャートである。 図１０は図９に示す時間ｔ１における電源制御回路の動作状態を示す図である。 図１０は図９に示す時間ｔ２における電源制御回路の動作状態を示す図である。 図１０は図９に示す時間ｔＮにおける電源制御回路の動作状態を示す図である。 第４実施形態に係る電子装置を含む制御システムの回路ブロック図である。 図１３に示す電源制御回路の内部回路ブロック図である。 第５実施形態に係る電子装置を含む制御システムの回路ブロック図である。

以下図面を参照して、電子装置及びその制御方法について説明する。但し、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明との均等物に及ぶ点に留意されたい。実施形態に係る電子装置は、第１スイッチと、第２スイッチと、第１比較回路とを有する電源制御回路により第１電池と第２電池との間の切替処理が実行される。電源制御回路は、第１スイッチ、第２スイッチ及び第１比較回路により形成されるので、電源制御回路で消費される電力は比較的小さく、電源制御回路が搭載される電子装置の電池の寿命を長くすることができる。

（第１実施形態に係る電子装置）
図１は、第１実施形態に係る電子装置を含む制御システムの回路ブロック図である。図１において、信号配線は実線で示され、電源配線は破線で示される。

制御システム１００は、第１電子装置１と、第２電子装置１０１とを有する。制御システム１００では、単一の第１電子装置１が示されるが、実施形態に係る制御システムは、複数の第１電子装置１を有してもよい。一例では、制御システム１００は、第２電子装置１０１をハブ（親機）とし、単数又は複数の第１電子装置１を端末装置（子機）とし、第１電子装置１が検出した単数又は複数の検出データを第２電子装置１０１が収集するシステムである。

第１電子装置１は、しきい値電圧生成回路１０と、第１電池１１と、第２電池１２と、電源制御回路２０と、センサ２１と、第１演算回路２２と、第１通信回路２３とを有し、センサ２１が検出した検出データを第２電子装置１０１に送信する。第１電池１１及び第２電池１２のそれぞれは、センサ２１、第１演算回路２２及び第１通信回路２３等の負荷に電源制御回路２０を介して、電源電圧を順次供給する。第１電池１１の出力電圧はＶｏｕｔ１であり、第２電池１２の出力電圧はＶｏｕｔ２である。第２電池１２の容量は、第１電池１１の容量より小さい。しきい値電圧生成回路１０は、一例ではバンドギャップ型電圧源回路であり、しきい値電圧Ｖｒｅｆを生成し、生成したしきい値電圧Ｖｒｅｆを電源制御回路２０に出力する。一例では、しきい値電圧生成回路１０の電源電圧は、第２電池１２の出力電圧Ｖｏｕｔとする。

電源制御回路２０は、第１電池１１の出力電圧Ｖｏｕｔ１としきい値電圧Ｖｒｅｆとを比較して、比較結果に基づいて、負荷に電源電圧を供給する電池を第１電池１１から第２電池１２に切り換える。電源制御回路２０は、第１電池１１の出力電圧がしきい値電圧Ｖｒｅｆ以上のとき、第１電池１１から負荷に電源電圧を供給すると共に、第１電池１１が負荷に給電することを示す第１電池選択信号を第１演算回路２２に出力する。電源制御回路２０は、第１電池１１の出力電圧がしきい値電圧Ｖｒｅｆ未満のとき、第２電池１２から負荷に電源電圧を供給すると共に、第２電池１２が負荷に給電することを示す第２電池選択信号を第１演算回路２２に出力する。

センサ２１は、所定の物理量を検出し、検出した物理量を示す検出データを第１演算回路２２に出力する。制御システム１００では、単一のセンサ２１が示されるが、実施形態に係る制御システムでは、第１電子装置は、複数のセンサ２１を有してもよい。第１演算回路２２は、電源制御回路２０から入力される第１電池選択信号又は第２電池選択信号及びセンサ２１から入力される検出データを含む通信データを生成して、第１通信回路２３に出力する。第１通信回路２３は、第１演算回路２２から入力される通信データを変調し、変調した通信データをアンテナ２４を介して第２電子装置１０１に送信する。

第２電子装置１０１は、第１電子装置１と離隔して配置され、第２通信回路１１０と、第２演算回路１１１とを有する。第２通信回路１１０は、第１通信回路２３から送信された通信データをアンテナ１１２を介して受信し、受信した通信データを復調して、復調した通信データを第２演算回路１１１に出力する。第２演算回路１１１は、通信データから第１電池選択信号又は第２電池選択信号及び検出データを抽出する。第２演算回路１１１は、第１電池選択信号が抽出されたとき、第１電子装置１において第１電池１１が負荷に電源電圧を供給していることを、不図示に表示装置等によって不図示のオペレータに通知する。また、第２演算回路１１１は、第２電池選択信号が抽出されたとき、第１電子装置１において第２電池１２が負荷に電源電圧を供給していることを、不図示に表示装置等によって不図示のオペレータに通知する。

図２は、電源制御回路２０の内部回路ブロック図である。

電源制御回路２０は、第１比較回路３１と、反転素子４０と、第１スイッチ４１と、第２スイッチ４２とを有する。第１比較回路３１及び反転素子４０は、一例では、不図示の電源配線を介して第２電池１２から電源電圧が供給される。第１比較回路３１は、第１入力端子が第１電池１１の出力端子に接続され且つ第２入力端子にしきい値電圧Ｖｒｅｆが入力される。第１比較回路３１は、第１電池１１の出力電圧Ｖｏｕｔ１としきい値電圧Ｖｒｅｆとの比較結果に基づいて、第１スイッチ４１及び第２スイッチ４２を制御すると共に、第１電池１１が負荷に給電するか否かを示す電池選択信号を出力する。

より詳細には、第１比較回路３１は、第１電池１１の出力電圧Ｖｏｕｔ１がしきい値電圧Ｖｒｅｆ以上のときに、第１スイッチ４１をオンし且つ第２スイッチ４２をオフすると共に、第１電池１１が負荷に給電することを示す第１電池選択信号を出力する。第１電池選択信号に対応する信号値は一例では「１」である。第１比較回路３１は、第１電池１１の出力電圧Ｖｏｕｔ１がしきい値電圧Ｖｒｅｆ未満のときに、第１スイッチ４１をオフし且つ第２スイッチ４２をオンすると共に、第２電池１２が負荷に給電することを示す第２電池選択信号を出力する。第２電池選択信号に対応する信号値は一例では「０」である。

反転素子４０は、第１比較回路３１から入力される第１電池選択信号及び第２電池選択信号を反転して、第２スイッチ４２に出力する。

第１スイッチ４１及び第２スイッチ４２は、一例では、ＭＯＳＦＥＴである。第１スイッチ４１のゲートは第１比較回路３１の出力端子に接続され、第１スイッチ４１のソースは第１電池１１の出力端子に接続され、第１スイッチ４１のドレインはセンサ２１、第１演算回路２２及び第１通信回路２３等の負荷に接続される。第２スイッチ４２のゲートは反転素子４０の出力端子に接続され、第２スイッチ４２のソースは第２電池１２の出力端子に接続され、第１スイッチ４１のドレインと共に負荷に接続される。

図３は、電源制御回路２０の動作を説明するための図である。図３（ａ）は電源制御回路２０のタイミングチャートを示し、図３（ｂ）は第１電池１１の出力電圧Ｖｏｕｔ１がしきい値電圧Ｖｒｅｆ以上の状態を示し、図３（ｃ）は第１電池１１の出力電圧Ｖｏｕｔ１がしきい値電圧Ｖｒｅｆ未満の状態を示す。

第１スイッチ４１は、ＮＭＯＳＦＥＴであるとき、第１電池１１の出力電圧がしきい値電圧Ｖｒｅｆ以上のとき、信号値「１」を示す第１電池選択信号がゲートに入力されてオンして、第１電池１１の出力電圧Ｖｏｕｔ１を負荷に供給する。一方、第１電池１１の出力電圧がしきい値電圧Ｖｒｅｆ以上のとき、第２スイッチ４２は、信号値「０」を示す第２電池選択信号の反転信号が反転素子４０を介してゲートに入力されてオフする。第１スイッチ４１は、ＰＭＯＳＦＥＴであってもよい。

図３（ａ）に示す時間ｔ１において、第１電池１１の出力電圧がしきい値電圧Ｖｒｅｆ未満になると、第１スイッチ４１は、信号値「０」を示す第１電池選択信号がゲートに入力されてオフする。一方、第２スイッチ４２は、信号値「１」を示す第２電池選択信号の反転信号が反転素子４０を介してゲートに入力されてオンして、第２電池１２の出力電圧Ｖｏｕｔ２を負荷に供給する。

（第１実施形態に係る電子装置の作用効果）
第１電子装置１では、負荷に電源電圧を供給する電池を第１電池１１から第２電池１２に切り換える電源制御回路２０は、第１比較回路３１、反転素子４０、第１スイッチ４１及び第２スイッチ４２により形成される。電子装置１は、第１比較回路３１、反転素子４０、第１スイッチ４１及び第２スイッチ４２により形成されるので、比較的小さい回路規模で電池の切換回路を実現できる。

また、第１電子装置１は、第１電池１１及び第２電池１２の何れかが負荷に電源電圧を供給することを示す第１電池選択信号及び第２電池選択信号を、第１電子装置１と離隔して配置される第２電子装置１０１に送信する。不図示のオペレータは、第１電子装置１において第２電池１２が負荷に電源電圧を供給していることが第２電子装置１０１から通知されることに応じて、第１電子装置１が配置される場所に出向くことなく第１電池１１が消耗したことを知ることができる。

また、第１電子装置１は、第２電池１２を、容量が第１電池１１の容量よりも小さい補助電池とすることができるので、第１電子装置１に搭載される電池の合計のコストを削減することができる。

また、第１電子装置１では、しきい値電圧生成回路１０は、第２電池１２の出力電圧Ｖｏｕｔ２からしきい値電圧Ｖｒｅｆを生成した場合の一例では、第１電池１１の出力電圧が低下した後も、所定のしきい値電圧Ｖｒｅｆを生成することができる。

（第２実施形態に係る電子装置）
図４は、第２実施形態に係る電子装置を含む制御システムの回路ブロック図である。図４において、信号配線は実線で示され、電源配線は破線で示される。

制御システム２００は、第１電子装置２が第１電子装置１の代わりに配置されることが制御システム１００と相違する。第１電子装置２は、電源制御回路５０を電源制御回路２０の代わりに有することが第１電子装置１と相違する。電源制御回路５０以外の制御システム２００の構成要素の構成及び機能は、同一符号が付された制御システム１００の構成要素の構成及び機能と同一なので、ここでは詳細な説明は省略する。

図５は、電源制御回路５０の内部回路ブロック図である。

電源制御回路５０は、直列接続された第１接地スイッチ５１１及び第１接地抵抗５１２で形成される第１接地回路５１を有することが電源制御回路２０と相違する。第１接地回路５１以外の電源制御回路５０の構成要素の構成及び機能は、同一符号が付された電源制御回路２０の構成要素の構成及び機能と同一なので、ここでは詳細な説明は省略する。

第１接地スイッチ５１１は、一例では、ＭＯＳＦＥＴである。第１接地スイッチ５１１のゲートは反転素子４０の出力端子に接続され、第１接地スイッチ５１１のソースは第１接地抵抗５１２の一端に接続され、第１接地スイッチ５１１のドレインは第１電池１１の出力端子に接続される。第１接地抵抗５１２の他端は、接地される。第１接地スイッチ５１１のゲートは、第１電池選択信号の反転信号である第１反転電池選択信号、及び第２電池選択信号の反転信号である第２反転電池選択信号が入力される。

図６は、電源制御回路５０の動作を説明するための図である。図６（ａ）は第１電池１１の出力電圧Ｖｏｕｔ１がしきい値電圧Ｖｒｅｆ以上の状態を示し、図６（ｂ）は第１電池１１の出力電圧Ｖｏｕｔ１がしきい値電圧Ｖｒｅｆ未満の状態を示す。

第１接地スイッチ５１１は、ＮＭＯＳＦＥＴであるとき、信号値「０」を示す第１反転電池選択信号が反転素子４０を介してゲートに入力されるときにオフする。第１接地スイッチ５１１は、信号値「１」を示す第１反転電池選択信号が反転素子４０を介してゲートに入力されるときにオンして、第１電池１１の出力端子を接地する。第１接地スイッチ５１１は、ＰＭＯＳＦＥＴであってもよい。

（第２実施形態に係る電子装置の作用効果）
第１電子装置２では、電源制御回路５０は、第２電池１２が負荷に電源電圧を供給するときに、第１電池１１の出力端子を接地して、第１電池１１が負荷に電源電圧を供給しないときに第１電池１１の出力電圧Ｖｏｕｔ１が再度上昇してしまうことを防止する。第１電子装置２では、第２電池１２が負荷に電源電圧を供給するときに第１電池１１の出力電圧Ｖｏｕｔ１が再度上昇しないので、第１比較回路３１の比較結果が反転して、消耗した第１電池１１が負荷に電源電圧を供給するおそれはない。

（第３実施形態に係る電子装置）
図７は、第３実施形態に係る電子装置を含む制御システムの回路ブロック図である。図７において、信号配線は実線で示され、電源配線は破線で示される。

制御システム３００は、第１電子装置３が第１電子装置１の代わりに配置されることが制御システム１００と相違する。第１電子装置３は、第１電池１１及び第２電池１２に加えて第３電池１３〜第Ｎ電池１Ｎを更に有することが第１電子装置１と相違する。また、第１電子装置３は、電源制御回路６０を電源制御回路２０の代わりに有することが第１電子装置１と相違する。第３電池１３〜第Ｎ電池１Ｎ及び電源制御回路６０以外の制御システム３００の構成要素の構成及び機能は、同一符号が付された制御システム１００の構成要素の構成及び機能と同一なので、ここでは詳細な説明は省略する。しきい値電圧生成回路１０は、きい値電圧Ｖｒｅｆを生成し、生成したしきい値電圧Ｖｒｅｆを電源制御回路６０に出力する。

図８は、電源制御回路６０の内部回路ブロック図である。

電源制御回路６０は、第１比較回路３１に加えて第２比較回路３２から第Ｎ比較回路３Ｎまでの（Ｎ−１）個の比較回路を更に有することが電源制御回路２０と相違する。また、電源制御回路６０は、第１スイッチ４１及び第２スイッチ４２に加えて第３スイッチ４３から第Ｎスイッチ４Ｎまでの（Ｎ−２）個のスイッチを更に有することが電源制御回路２０と相違する。また、電源制御回路６０は、第２スイッチ制御回路６２から第Ｎスイッチ制御回路６Ｎまでの（Ｎ−１）個のスイッチ制御回路を反転素子４０の代わりに有することが電源制御回路２０と相違する。

第２比較回路３２〜第Ｎ比較回路３Ｎのそれぞれは、第１入力端子が第Ｍ（Ｍ：２以上Ｎ以下の整数）電池１Ｍの出力端子に接続され且つ第２入力端子にしきい値電圧Ｖｒｅｆが入力される。第２比較回路３２〜第Ｎ比較回路３Ｎのそれぞれは、第Ｍ電池１Ｍの出力電圧がしきい値電圧Ｖｒｅｆ以上のときに、第Ｍスイッチ４Ｍに接続された第Ｍ電池１Ｍが負荷に給電可能であることを示す第Ｍ可給電信号を出力する。また、第２比較回路３２〜第Ｎ比較回路３Ｎのそれぞれは、第Ｍ電池１Ｍの出力電圧がしきい値電圧Ｖｒｅｆ未満のときに、第Ｍスイッチ４Ｍに接続された第Ｍ電池１Ｍが負荷に給電しないことを示す第Ｍ否給電信号を出力する。例えば、第２比較回路３２は、第２電池の出力電圧がしきい値電圧Ｖｒｅｆ以上のときに、第２電池１２が負荷に給電可能であることを示す第２可給電信号を出力する。また、第２比較回路３２は、第２電池１２の出力電圧がしきい値電圧Ｖｒｅｆ未満のときに、第２電池１２が負荷に給電しないことを示す第２否給電信号を出力する。

第３スイッチ４３から第Ｎスイッチ４Ｎのそれぞれは、一端が第３電池１３〜第Ｎ電池１Ｎまでの（Ｎ−２）個の電池の何れか１つの出力端子に接続され、他端が負荷に接続される。すなわち、第３スイッチ４３の一端は第３電池１３の出力端子に接続され、第４スイッチ４４の一端は第４電池１４の出力端子に接続され、以下同様に接続され、第Ｎスイッチ４Ｎの一端は第Ｎ電池１Ｎの出力端子に接続される。

第２スイッチ制御回路６２〜第Ｎスイッチ制御回路６Ｎのそれぞれは、第１入力端子に入力される第１入力信号の反転信号と、第２入力端子に入力される第２入力信号との論理積を演算するＡＮＤ素子である。第２スイッチ制御回路６２〜第Ｎスイッチ制御回路６Ｎのそれぞれは、第１制御端子に第（Ｍ−１）比較回路３（Ｍ−１）の出力端子が接続され、第２制御端子に第Ｍ比較回路３Ｍの出力端子が接続される。第２スイッチ制御回路６２〜第Ｎスイッチ制御回路６Ｎのそれぞれは、第（Ｍ−１）比較回路３（Ｍ−１）が否給電信号を出力し且つ第Ｍ比較回路３Ｍが可給電信号を出力するときに、第Ｍスイッチ４Ｍをオンする。また、第２スイッチ制御回路６２〜第Ｎスイッチ制御回路６Ｎのそれぞれは、第（Ｍ−１）比較回路３（Ｍ−１）が否給電信号を出力し且つ第Ｍ比較回路３Ｍが可給電信号を出力するときに、第Ｍ電池１Ｍが選択されたことを示す第Ｍ電池選択信号を出力する。例えば、第２スイッチ制御回路６２は、第１比較回路３１が否給電信号を出力し且つ第２比較回路３２が可給電信号を出力するときに、第２スイッチ４２をオンすると共に、第２電池１２が選択されたことを示す第２電池選択信号を出力する。

また、第２スイッチ制御回路６２〜第Ｎスイッチ制御回路２Ｎのそれぞれは、第（Ｍ−１）比較回路３（Ｍ−１）が可給電信号を出力するとき、及び第Ｍ比較回路３Ｍが否給電信号を出力するときに、第Ｍスイッチ４Ｍをオフする。例えば、第２スイッチ制御回路６２は、第１比較回路３１が可給電信号を出力するとき、及び第２比較回路３２が否給電信号を出力するときに、第２スイッチ４２をオフする。

図９は、電源制御回路６０の動作の一例を示すタイミングチャートである。図９に示す信号値は一例であり、図９において「０」及び「１」で示される信号値は反転してもよい。図１０は図９に示す時間ｔ１における電源制御回路６０の動作状態を示す図であり、図１１は図９に示す時間ｔ２における電源制御回路６０の動作状態を示す図であり、図１２は図９に示す時間ｔＮにおける電源制御回路６０の動作状態を示す図である。

時間ｔ１において、図１０に示すように、第１スイッチ４１がオンし且つ第２スイッチ４２〜第Ｎスイッチ４Ｎはオフして、センサ２１、第１演算回路２２及び第１通信回路２３等の負荷は、第１電池１１から電源電圧が供給される。時間ｔ１から時間ｔ２まで、第１電池１１の出力電圧Ｖｏｕｔ１は徐々に低下する。時間ｔ１から時間ｔ２までの間は、第１電池選択信号の信号値は「１」であり且つ第２電池選択信号〜第Ｎ電池選択信号の信号値は「０」である。

時間ｔ２において、第１電池１１の出力電圧Ｖｏｕｔ１がしきい値電圧Ｖｒｅｆ未満になる。時間ｔ２では、図１１に示すように、第２スイッチ４２がオンし且つ第１スイッチ４１及び第３スイッチ４３〜第Ｎスイッチ４Ｎはオフして、センサ２１、第１演算回路２２及び第１通信回路２３等の負荷は、第２電池１２から電源電圧が供給される。時間ｔ２から時間ｔ３まで、第２電池１２の出力電圧Ｖｏｕｔ２は徐々に低下する。時間ｔ２から時間ｔ３までの間は、第２電池選択信号の信号値は「１」であり且つ第１電選択信号及び第３電池選択信号〜第Ｎ電池選択信号の信号値は「０」である。

以降、同様に、第３電池１３〜第（Ｎ−１）電池１（Ｎ−１）のそれぞれが順次、負荷に電源電圧を供給する。そして、時間ｔＮにおいて、第（Ｎ−１）電池１（Ｎ−１）の出力電圧Ｖｏｕｔ（Ｎ−１）がしきい値電圧Ｖｒｅｆ未満になる。

時間ｔＮでは、図１２に示すように、第Ｎスイッチ４Ｎがオンし且つ第１スイッチ４１〜第（Ｎ−１）スイッチ４（Ｎ−１）はオフして、センサ２１、第１演算回路２２及び第１通信回路２３等の負荷は、第Ｎ電池１Ｎから電源電圧が供給される。

（第３実施形態に係る電子装置の作用効果）
第１電子装置３は、Ｎ個の電池のそれぞれから負荷に電源電圧を順次供給し、Ｎ個の電池の何れが負荷に電源電圧を供給するかを示す電池選択信号を出力するので、オペレータが電池の残量が精度よく把握できる。例えば、第１電子装置３が８個の電池を有し、７個目の電池が負荷に電源電圧を供給するかを示す電池選択信号を出力するとき、オペレエータは、全体の電池の容量の１／８の容量が残っていることを理解することができる。

また、第１電子装置３では、しきい値電圧生成回路１０は、たとえば、第Ｎ電池１Ｎの出力電圧ＶｏｕｔＮからしきい値電圧Ｖｒｅｆを生成した場合、第（Ｎ−１）電池までの電池の出力電圧が低下した後も、所定のしきい値電圧Ｖｒｅｆを生成することができる。

（第４実施形態に係る電子装置）
図１３は、第４実施形態に係る電子装置を含む制御システムの回路ブロック図である。図１３において、信号配線は実線で示され、電源配線は破線で示される。

制御システム４００は、第１電子装置４が第１電子装置３の代わりに配置されることが制御システム３００と相違する。第１電子装置４は、電源制御回路７０を電源制御回路６０の代わりに有することが第１電子装置１と相違する。電源制御回路７０以外の制御システム４００の構成要素の構成及び機能は、同一符号が付された制御システム３００の構成要素の構成及び機能と同一なので、ここでは詳細な説明は省略する。

図１４は、電源制御回路７０の内部回路ブロック図である。

電源制御回路７０は、第１接地回路５１〜第（Ｎ−１）接地回路５（Ｎ−１）及び第１反転素子７１〜第（Ｎ−１）反転素子７（Ｎ−１）を有することが電源制御回路２０と相違する。第１接地回路５１〜第（Ｎ−１）接地回路５（Ｎ−１）及び第１反転素子７１〜第（Ｎ−１）反転素子７（Ｎ−１）以外の電源制御回路７０の構成要素の構成及び機能は、同一符号が付された電源制御回路６０の構成要素の構成及び機能と同一である。したがって、第１接地回路５１〜第（Ｎ−１）接地回路５（Ｎ−１）及び第１反転素子７１〜第（Ｎ−１）反転素子７（Ｎ−１）以外の電源制御回路７０の構成要素の構成及び機能は、ここでは詳細な説明は省略する。

第１接地回路５１〜第（Ｎ−１）接地回路５（Ｎ−１）のそれぞれは、第Ｑ（Ｑ：（Ｎ−１）以下の整数）接地スイッチ５Ｑ１及び第Ｑ接地抵抗５Ｑ２で形成される。第Ｑ接地スイッチ５Ｑ１は、一例では、ＭＯＳＦＥＴである。第Ｑ接地スイッチ５Ｑ１のゲートは第Ｑ反転素子４Ｑの出力端子に接続され、第Ｑ接地スイッチ５Ｑ１のソースは第Ｑ接地抵抗５Ｑ２の一端に接続され、第Ｑ接地スイッチ５Ｑ１のドレインは第Ｑ電池１Ｑの出力端子に接続される。第Ｑ接地抵抗５Ｑ２の他端は、接地される。第Ｑ接地回路５Ｑは、第Ｑ電池の出力電圧がしきい値電圧未満のときに第Ｑ電池の出力端子を接地する。第Ｑ反転素子７Ｑは、第Ｑ比較回路３Ｑから入力される第Ｑ可給電信号及び第Ｑ否給電信号を反転して、第Ｑ接地スイッチ５Ｑ１のゲートに出力する。第Ｑ接地スイッチ５Ｑ１のゲートは、第Ｑ可給電信号の反転信号である第Ｑ反転可給電信号、及び第Ｑ否給電信号の反転信号である第Ｑ反転否給電信号が入力される。

第Ｑ接地スイッチ４Ｑ１は、ＮＭＯＳＦＥＴであるとき、信号値「０」を示す第Ｑ反転可給電信号が第Ｑ反転素子７Ｑを介してゲートに入力されるときにオフする。第Ｑ接地スイッチ４Ｑ１は、信号値「１」を示す第Ｑ反転否給電信号が反転素子４０を介してゲートに入力されるときにオンして、第Ｑ電池１Ｑの出力端子を接地する。第Ｑ接地スイッチ４Ｑ１は、ＰＭＯＳＦＥＴであってもよい。

（第４実施形態に係る電子装置の作用効果）
第１電子装置４では、電源制御回路７０は、対応する電池の出力電圧がしきい値電圧未満になったときに電池の出力端子を接地して、電圧が低下した電池の出力電圧が変動することを防止する。第１電子装置４では、電圧が低下した電池の出力電圧が変動しないので、対応する比較回路の比較結果が反転して、消耗した電池が負荷に電源電圧を供給するおそれはない。

（第５実施形態に係る電子装置を含む制御システム）
図１５は、第５実施形態に係る電子装置を含む制御システムの回路ブロック図である。図１５において、信号配線は実線で示され、電源配線は破線で示される。

制御システム５００は、複数の第１電子装置５が第１電子装置１の代わりに配置されることが制御システム１００と相違する。複数の第１電子装置５のそれぞれは、第１演算回路２５を第１演算回路２２の代わりに有することが第１電子装置１と相違する。また、制御システム５００は、第２電子装置１０２が第２電子装置１０１の代わりに配置されることがが制御システム１００と相違する。第２電子装置１０２は、第２演算回路１２１を第２演算回路１１１の代わりに有することが第２電子装置１０１と相違する。第１演算回路２５及び第２演算回路１２１以外の制御システム５００の構成要素の構成及び機能は、同一符号が付された制御システム１００の構成要素の構成及び機能と同一なので、ここでは詳細な説明は省略する。

第１演算回路２５は、センサ２１の制御に使用されるセンサ制御情報に基づいてセンサ２１を制御する。センサ制御情報は、センサ２１の検出周期、センサ２１が検出する検出データのデータ量、及びセンサ２１が検出する検出データの数を含む。また、センサ制御情報は、センサ２１が検出した検出データを第２電子装置１０２に送信する送信周期、及びセンサ２１が検出した検出データを第２電子装置１０２に送信する送信するときの送信電力を含む。センサ２１の検出周期は、センサ２１が対象とする物理量を検出する周期である。検出データのデータ量は、検出データの大きさであり、例えば検出データが画像データであるときは画像の解像度である。検出データの数は、センサが検出する物理量の数であり、例えばセンサ２１が、気温、湿度及び降水量を検出する場合は、検出データの数は３である。

また、第１演算回路２５は、第２電子装置１０２からセンサ制御情報を変更する変更指示を受信したとき、変更指示に応じてセンサ制御情報を変更する。

第２演算回路１２１は、変更指示生成部１２２を有する。変更指示生成部１２２は、第２電池１２が給電することを示す第２電池選択信号を第１電子装置５から受信したときに、センサ制御情報を変更する変更指示を生成し、生成した変更指示を示す変更指示信号を第１電子装置５に送信する。変更指示生成部１２２によって生成される変更指示は、センサ２１の検出周期及び検出データの送信周期を長くすること、検出データのデータ量及び検出データの数の削減、並びに送信電力の低減の少なくとも１つを含む。

（第５実施形態に係る制御システムの作用効果）
制御システム１００では、第２電子装置１０２は、第２電池１２が給電することを示す第２電池選択信号を受信したことに応じて、検出データのデータ量及び検出データの数の削減等を含むセンサ制御情報を変更する変更指示を第１電子装置５に送信する。制御システム１００では、第２電子装置１０２は、補助電源として機能する第２電池１２が給電を開始したときに、センサ２１の制御に使用されるセンサ制御情報を消費電力を低減するように変更することで、第２電池１２の寿命を延ばすことができる。

（実施形態に係る電子装置の変形例）
第１電子装置１〜５において、比較回路は、比較対象の電池の出力電圧がしきい値以上であるか否かを判定したが、実施形態に係る電子装置では、比較回路はヒステリシス特性を有してもよい。例えば、実施形態に係る電子装置では、比較回路として、ヒステリシス機能付きのコンパレータが使用されてもよく、コンパレータにヒステリシス用の外部回路を付加してもよい。

また、第１電子装置１〜５は、センサ２１を有するが、実施形態に係る電子装置は、センサ２１を有さなくてもよい。すなわち、実施形態に係る電子装置は、複数の電池及び電池の切替を制御する電源制御回路が搭載されていれば、センサを搭載しない電子装置であってもよい。

１〜５ 第１電子装置（電子装置）
１０ しきい値電圧生成回路
１１〜１Ｎ 電池
２０、５０、６０、７０ 電源制御回路
３１〜３Ｎ 比較回路
４１〜４Ｎ スイッチ
５１〜５Ｎ 接地回路

Claims (14)

1. 負荷と、
   第１電池と、
   第２電池と、
   前記第１電池及び前記第２電池のそれぞれと前記負荷とを順次接続する電源制御回路とを有し、
   前記電源制御回路は、
   一端が前記第１電池に接続され且つ他端が前記負荷に接続された第１スイッチと、
   一端が前記第２電池に接続され且つ他端が前記負荷に接続された第２スイッチと、
   第１入力端子が前記第１電池の出力端子に接続され且つ第２入力端子に所定のしきい値電圧が入力され、前記第１電池の出力電圧と前記しきい値電圧との比較結果に基づいて、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチを制御すると共に、前記第１電池が前記負荷に給電するか否かを示す第１電池選択信号を出力する第１比較回路と、
   を有する電子装置。
2. 第１比較回路は、前記第１電池の出力電圧が前記しきい値電圧以上のときに、前記第１スイッチをオンし且つ前記第２スイッチをオフすると共に、前記第１電池が前記負荷に給電することを示す第１電池選択信号を出力し、前記第１電池の出力電圧が前記しきい値電圧未満のときに、前記第１スイッチをオフし且つ前記第２スイッチをオンすると共に、前記第２電池が前記負荷に給電することを示す第２電池選択信号を出力する、請求項１に記載の電子装置。
3. 前記第２電池の容量は、前記第１電池の容量よりも小さい、請求項１又は２に記載の電子装置。
4. 前記第１電池の出力電圧が前記しきい値電圧未満のときに前記第１電池の出力端子を接地する接地回路を更に有する、請求項１〜３の何れか一項に記載の電子装置。
5. 前記しきい値電圧を生成するしきい値電圧生成回路を更に有する、請求項１〜４の何れか一項に記載の電子装置。
6. 前記しきい値電圧生成回路の電源電圧は、前記第２電池の出力電圧から供給する、請求項５に記載の電子装置。
7. 第３電池から第Ｎ電池（Ｎ：３以上の整数）までの（Ｎ−２）個の電池を更に有し、
   前記電源制御回路は、
   それぞれの一端が前記第３電池から前記第Ｎ電池までの前記（Ｎ−２）個の電池の何れか１つの出力端子に接続され、それぞれの他端が前記負荷に接続された第３スイッチから第Ｎスイッチまでの（Ｎ−２）個のスイッチと、
   第１入力端子が第Ｍ（Ｍ：２以上Ｎ以下の整数）電池の出力端子に接続され且つ第２入力端子に前記しきい値電圧が入力され、前記第Ｍ電池の出力電圧が前記しきい値電圧以上のときに、前記第Ｍスイッチに接続された第Ｍ電池が前記負荷に給電可能であることを示す第Ｍ可給電信号を出力し、前記第Ｍ電池の出力電圧が前記しきい値電圧未満のときに、前記第Ｍスイッチに接続された第Ｍ電池が前記負荷に給電しないことを示す第Ｍ否給電信号を出力する第２比較回路から第Ｎ比較回路までの（Ｎ−１）個の比較回路と、
   第１制御端子に第（Ｍ−１）比較回路の出力端子が接続され、第２制御端子に第Ｍ比較回路の出力端子が接続され、前記第（Ｍ−１）比較回路が第（Ｍ−１）否給電信号を出力し且つ前記第Ｍ比較回路が前記Ｍ可給電信号を出力するときに、前記第Ｍスイッチをオンすると共に、前記第Ｍ電池が選択されたことを示す第Ｍ電池選択信号を出力し、前記第（Ｍ−１）比較回路が第（Ｍ−１）可給電信号を出力するとき、及び前記第Ｍ比較回路が前記Ｍ否給電信号を出力するときに、前記第Ｍスイッチをオフする第２スイッチ制御回路から第Ｎスイッチ制御回路までの（Ｎ−１）個のスイッチ制御回路と、
   を更に有する、請求項１に記載の電子装置。
8. 前記電源制御回路は、第Ｑ（Ｑ：（Ｎ−１）以下の整数）電池の出力電圧が前記しきい値電圧未満のときに前記第Ｑ電池の出力端子を接地する第１接地回路から第（Ｎ−１）接地回路までの（Ｎ−１）個の接地回路を更に有する、請求項７に記載の電子装置。
9. 前記第Ｎ電池の出力電圧から前記しきい値電圧を生成するしきい値電圧生成回路を更に有する、請求項７又は８に記載の電子装置。
10. 前記しきい値電圧生成回路の電源電圧は、前記第Ｎ電池の出力電圧から供給する、請求項９に記載の電子装置。
11. 第１電子装置と、前記第１電子装置と通信可能な第２通信回路を有する第２電子装置とを有し、
    前記第１電子装置は、
    負荷と、
    第１電池と、
    第２電池と、
    前記第１電池及び前記第２電池のそれぞれと前記負荷とを順次接続し、前記第１電池及び第２電池の何れかが前記負荷に給電するかを示す電池選択信号を出力する電源制御回路と、
    前記電池選択信号を前記第２通信回路に送信する第１通信回路と、を有し、
    前記電源制御回路は、
    一端が前記第１電池に接続され且つ他端が前記負荷に接続された第１スイッチと、
    一端が前記第２電池に接続され且つ他端が前記負荷に接続された第２スイッチと、
    第１入力端子が前記第１電池の出力端子に接続され且つ第２入力端子に所定のしきい値電圧が入力され、前記第１電池の出力電圧と前記しきい値電圧との比較結果に基づいて、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチを制御すると共に、前記電池選択信号を出力する第１比較回路と、を有する電子装置と、
    を有する制御システム。
12. 前記第１電子装置は、少なくとも１つのセンサと、前記少なくとも１つのセンサの制御に使用されるセンサ制御情報に基づいて前記少なくとも１つのセンサを制御する第１演算回路と、を更に含み、
    前記第２電子装置は、前記第２通信回路を介して受信した前記電池選択信号に基づいて、センサ制御情報を変更する変更指示を生成し、前記変更指示を示す変更指示信号を前記第２通信回路を介して前記第１通信回路に送信する変更指示生成部を有し、
    前記第１演算回路は、前記第１通信回路を介して受信した変更指示信号に対応する変更指示に応じて、センサ制御情報を変更する、請求項１１に記載の制御システム。
13. 前記センサ制御情報は、前記少なくとも１つのセンサの検出周期、前記少なくとも１つのセンサが検出する検出データのデータ量、前記少なくとも１つのセンサが検出する検出データの数、前記少なくとも１つのセンサが検出した検出データを前記第２電子装置に送信する送信周期、及び前記少なくとも１つのセンサが検出した検出データを前記第２電子装置に送信する送信するときの送信電力の少なくとも１つを含む、請求項１２に記載の制御システム。
14. 負荷と、
    第１電池と、
    第２電池と、
    一端が前記第１電池に接続され且つ他端が前記負荷に接続された第１スイッチと、
    一端が前記第２電池に接続され且つ他端が前記負荷に接続された第２スイッチと、を有する電子装置の制御方法であって、
    第１電池の出力電圧が前記しきい値電圧以上のときに、前記第１スイッチをオンし且つ前記第２スイッチをオフすると共に、前記第１電池が前記負荷に給電することを示す第１電池選択信号を出力し、
    前記第１電池の出力電圧が前記しきい値電圧未満になったときに、前記第１スイッチをオフし且つ前記第２スイッチをオンすると共に、前記第２電池が前記負荷に給電することを示す第２電池選択信号を出力する、
    ことを含む電子装置の制御方法。

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