JP2020120541A - Voltage supply circuit and battery-powered combustion apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電池の電圧を昇圧して負荷に供給する電圧供給回路およびそれを用いた電池式燃焼装置に関し、たとえば、乾電池を電源として用いるガスコンロに好適なものである。 The present invention relates to a voltage supply circuit that boosts the voltage of a battery and supplies it to a load, and a battery-type combustion device using the same, and is suitable for, for example, a gas stove using a dry battery as a power source.
従来、電池により駆動されるガスコンロでは、電池からの電圧がチャージポンプ回路により昇圧されて、所定の負荷に供給される。チャージポンプ回路は、電池からの電圧を、当該負荷に必要な電圧レベルに昇圧する。しかし、この構成では、電池の消耗により電池電圧が所定レベル未満に低下すると、チャージポンプ回路からの出力が減少し、負荷に適正なレベルの電圧を供給できなくなる。そこで、この問題を回避するために、電池とチャージポンプ回路との間にDCDCコンバータが介挿され、電池の消耗に拘わらずチャージポンプ回路に安定的に電圧が供給される構成となっている。 Conventionally, in a gas stove driven by a battery, the voltage from the battery is boosted by a charge pump circuit and supplied to a predetermined load. The charge pump circuit boosts the voltage from the battery to the voltage level required for the load. However, in this configuration, when the battery voltage drops below a predetermined level due to exhaustion of the battery, the output from the charge pump circuit decreases and it becomes impossible to supply a voltage at an appropriate level to the load. Therefore, in order to avoid this problem, a DCDC converter is inserted between the battery and the charge pump circuit so that the voltage is stably supplied to the charge pump circuit regardless of the consumption of the battery.
以下の特許文献には、乾電池の電圧をDCDCコンバータにより安定化させて負荷に供給する構成のガスコンロが記載されている。 The following patent documents describe a gas stove configured to stabilize the voltage of a dry battery by a DCDC converter and supply the voltage to a load.
しかしながら、上記の構成では、DCDCコンバータを介して電池からの電圧がチャージポンプ回路に供給されるため、ガスコンロの消費電力が大きくなってしまう。このため、電池の寿命が短くなるといった問題が生じる。 However, in the above configuration, since the voltage from the battery is supplied to the charge pump circuit via the DCDC converter, the power consumption of the gas stove increases. Therefore, there is a problem that the life of the battery is shortened.
かかる課題に鑑み、本発明は、電池からの電圧をチャージポンプ回路で昇圧して負荷に供給する場合に、負荷に必要な電圧をチャージポンプ回路から安定的に供給でき、且つ、電池の寿命を長くすることが可能な電圧供給回路および電池式燃焼装置を提供することを目的とする。 In view of such a problem, the present invention can stably supply the voltage required for the load from the charge pump circuit when the voltage from the battery is boosted by the charge pump circuit and supplied to the load, and the life of the battery is improved. An object of the present invention is to provide a voltage supply circuit and a battery type combustion device that can be lengthened.
本発明の第1の態様は電圧供給回路に関する。この態様に係る電圧供給回路は、入力電圧を昇圧させて負荷に供給するチャージポンプ回路と、電池からの電圧を安定化させるDCDCコンバータと、前記電池からの電圧を直接前記チャージポンプ回路に供給する第1の経路と、前記DCDCコンバータコンバータを介して前記電池からの電圧を前記チャージポンプ回路に供給する第2の経路と、前記電池から前記チャージポンプ回路に対する電圧の供給経路を前記第1の経路と前記第2の経路とで切り替える切替回路と、を備える。ここで、前記切替回路は、前記チャージポンプ回路の出力電圧が前記負荷を駆動するために必要な電圧より低下することに基づいて、前記チャージポンプ回路に対する電圧の供給経路を、前記第1の経路から前記第2の経路に切り替える。 The first aspect of the present invention relates to a voltage supply circuit. A voltage supply circuit according to this aspect supplies a charge pump circuit that boosts an input voltage and supplies the load to a load, a DCDC converter that stabilizes a voltage from a battery, and a voltage from the battery directly to the charge pump circuit. A first path, a second path for supplying a voltage from the battery to the charge pump circuit via the DCDC converter converter, and a path for supplying a voltage from the battery to the charge pump circuit are the first path. And a switching circuit for switching between the second path and the second path. Here, the switching circuit, based on the output voltage of the charge pump circuit being lower than the voltage required to drive the load, sets the voltage supply path to the charge pump circuit to the first path. To the second route.
上記の構成によれば、チャージポンプ回路の出力電圧が負荷を駆動するために必要な電圧である場合は、DCDCコンバータを介することなく、電池の電圧がチャージポンプ回路に供給される。これにより、電圧供給回路の消費電力を抑制でき、電池の寿命を長くできる。また、チャージポンプ回路の出力電圧が負荷を駆動するために必要な電圧よりも低下する場合は、DCDCコンバータを介して、一定電圧が安定的にチャージポンプ回路に供給される。これにより、負荷に対して、必要な電圧を安定的に供給できる。 According to the above configuration, when the output voltage of the charge pump circuit is the voltage required to drive the load, the battery voltage is supplied to the charge pump circuit without passing through the DCDC converter. As a result, the power consumption of the voltage supply circuit can be suppressed and the life of the battery can be extended. Further, when the output voltage of the charge pump circuit is lower than the voltage required to drive the load, a constant voltage is stably supplied to the charge pump circuit via the DCDC converter. As a result, the required voltage can be stably supplied to the load.
本態様に係る電圧供給回路において、前記切替回路は、前記電池の電圧が所定の閾値未満であることに基づいて、前記供給経路の切り替えを行うよう構成され得る。 In the voltage supply circuit according to this aspect, the switching circuit may be configured to switch the supply path based on that the voltage of the battery is less than a predetermined threshold value.
チャージポンプ回路は、入力電圧が所定値以上の範囲では、負荷の駆動に必要な電圧の出力を維持し、入力電圧がこの所定値より小さくなると、出力電圧が低下する。したがって、チャージポンプ回路の入力電圧の大きさによって、チャージポンプ回路の出力電圧が低下することを予測できる。すなわち、第1の経路が選択されている状態において、チャージポンプ回路に入力される電池の電圧を参照することによって、チャージポンプ回路の出力電圧が低下することを予測できる。上記構成によれば、この観点に基づいて、電池の電圧が所定の閾値と比較されて、チャージポンプ回路の出力電圧が低下することが予測される。ここで、閾値は、たとえば、上記所定値に設定される。これにより、チャージポンプ回路の出力電圧が低下する場合に、チャージポンプ回路に対する電圧の供給経路を、第1の経路から第2の経路に切り替えることができる。これにより、負荷に対して、必要な電圧を安定的に供給できる。 The charge pump circuit maintains the output of the voltage necessary for driving the load in the range where the input voltage is equal to or higher than the predetermined value, and when the input voltage becomes lower than the predetermined value, the output voltage decreases. Therefore, it can be predicted that the output voltage of the charge pump circuit will decrease depending on the magnitude of the input voltage of the charge pump circuit. That is, it is possible to predict that the output voltage of the charge pump circuit will decrease by referring to the voltage of the battery input to the charge pump circuit in the state where the first path is selected. According to the above configuration, based on this viewpoint, the voltage of the battery is compared with the predetermined threshold value, and it is predicted that the output voltage of the charge pump circuit will decrease. Here, the threshold value is set to the above-mentioned predetermined value, for example. Thus, when the output voltage of the charge pump circuit decreases, the voltage supply path for the charge pump circuit can be switched from the first path to the second path. As a result, the required voltage can be stably supplied to the load.
なお、この場合、閾値を上記所定値よりもやや高く設定すると、チャージポンプ回路の出力電圧が実際に低下する前に、チャージポンプ回路に対する電圧の供給経路を、第1の経路から第2の経路に切り替えて、DCDCコンバータから安定的に一定電圧をチャージポンプ回路の供給することができる。これにより、チャージポンプ回路の出力電圧が低下する状態をより確実に回避できる。よって、負荷に対して、必要な電圧をより安定的に供給することができる。 In this case, if the threshold value is set to be slightly higher than the predetermined value, the voltage supply path for the charge pump circuit is changed from the first path to the second path before the output voltage of the charge pump circuit actually decreases. By switching to, the DCDC converter can stably supply a constant voltage to the charge pump circuit. As a result, the state in which the output voltage of the charge pump circuit drops can be more reliably avoided. Therefore, the required voltage can be more stably supplied to the load.
本発明の第2の態様は、電池を電源として燃焼動作を制御する電池式燃焼装置に関する。この態様に係る電池式燃焼装置は、第1の態様に係る電圧供給回路と、チャージポンプ回路の出力電圧が供給される負荷と、を備える。 A second aspect of the present invention relates to a battery-powered combustion device that controls combustion operation by using a battery as a power source. A battery-powered combustion device according to this aspect includes the voltage supply circuit according to the first aspect and a load to which the output voltage of the charge pump circuit is supplied.
この構成によれば、負荷に対して安定的に電圧を供給できるため、電池式燃焼装置の動作をより安定化させることができる。 According to this configuration, since the voltage can be stably supplied to the load, the operation of the battery-powered combustion device can be further stabilized.
本態様に係る電池式燃焼装置において、前記負荷は、液晶表示器を含み得る。 In the battery-powered combustion device according to this aspect, the load may include a liquid crystal display.
この構成によれば、液晶表示器による表示動作を安定化させることができる。 With this configuration, the display operation of the liquid crystal display can be stabilized.
ここで、本態様に係る電池式燃焼装置は、たとえば、ガスコンロである。 Here, the battery-powered combustion apparatus according to this aspect is, for example, a gas stove.
この構成によれば、上記第1の態様に基づく効果により、電池の寿命を長くしつつガスコンロの動作をより安定化させることができる。 According to this configuration, due to the effect based on the first aspect, it is possible to further stabilize the operation of the gas stove while extending the life of the battery.
以上のとおり、本発明によれば、電池からの電圧をチャージポンプ回路で昇圧して負荷に供給する場合に、負荷に必要な電圧をチャージポンプ回路から安定的に供給でき、且つ、電池の寿命を長くすることが可能な電圧供給回路および電池式燃焼装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, when the voltage from the battery is boosted by the charge pump circuit and supplied to the load, the voltage required for the load can be stably supplied from the charge pump circuit, and the life of the battery is reduced. It is possible to provide a voltage supply circuit and a battery-type combustion device capable of lengthening the temperature.
本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下に示す実施形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。 The effects and significance of the present invention will be more apparent from the description of the embodiments below. However, the embodiment described below is merely an example for embodying the present invention, and the present invention is not limited to what is described in the embodiment below.
以下、本発明の電池式燃焼装置の一実施形態であるガスコンロ1について図面を参照して説明する。
Hereinafter, a
図1は、本実施の形態に係る、ガスコンロ1の構成を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a
図1に示すように、ガスコンロ1は、コンロ本体2と、コンロ本体2の上部に設置された天板3とを備える。天板3には、3つのコンロ部4a、4b、4cが配置されている。コンロ部4a、4b、4cは、それぞれ、ガスを燃料として燃焼するガスバーナと、鍋等を設置するためのごとくとを備える。また、天板3の後部には、左右に並ぶように2つの排気口5が設けられる。
As shown in FIG. 1, the
コンロ本体2の内部には、中央にグリル部6が設けられる。グリル部6には、上下にグリルバーナ(図示せず)が設けられ、グリルバーナの燃焼によりグリル調理が行われる。グリル部6から排気口5を通じて排気が行われる。
A grill portion 6 is provided in the center inside the
コンロ本体2の正面には、中央にグリル扉7が設けられる。グリル扉7の裏側にグリル皿(図示せず)が一体的に設けられ、グリル扉7を前方に移動させることで、グリル皿をグリル部6から外部へ引き出すことができる。また、コンロ本体2の正面には、グリル扉7の右側および左側に、それぞれ、コンロ部4a、4b、4c用の操作部8と、グリル部6用の操作部9とが設けられている。
A
操作部8は、3つのコンロ部4a、4b、4cに対応する3つの点火ボタン10a、10b、10cと、カンガルーポケット型の操作パネル11と、を含む。点火ボタン10a、10b、10cは、それぞれに対応するコンロ部4a、4b、4cに点火するとき、および、点火しているコンロ部4a、4b、4cを消火するときに操作される。また、点火ボタン10a、10b、10cを回転させることにより、コンロ部4a、4b、4cのガスバーナに供給されるガスの流量が調節される。
The
操作パネル11には、コンロ部4a、4b、4cに関する所定の設定を入力するための操作キー群11aと、当該操作キー群に対する操作に応じた情報や、コンロ部4a、4b、4cの点火/消灯状態等を表示するための表示器11bが設けられる。表示器11bは、たとえば、光源に白色LEDを用いた7セグ表示器である。表示器11bにより、たとえば、コンロ部4a、4b、4cに設定されたタイマー時間や、エラーコード等が表示される。この他、操作パネル11には、ガスコンロ1の電源である電池の交換を促すためのランプ11cが設けられている。
On the
操作部9は、点火ボタン12と、カンガルーポケット型の操作パネル13と、を含む。点火ボタン12は、グリル部6のグリルバーナに点火するとき、および、点火しているグリルバーナを消火するときに操作される。また、点火ボタン12を回転させることにより、グリル部6のグリルバーナに供給されるガスの流量が調節される。
The
操作パネル13には、グリル部6に関する所定の設定を入力するための操作キー群13aと、当該操作キー群に対する操作に応じた情報や、グリル部6の点火/消灯状態等を表示するための表示器13bが設けられる。表示器13bは、たとえば、光源に白色LED(Light Emitting Diode)を用いた7セグ表示器である。表示器13bにより、たとえば、グリル部6に設定されたタイマー時間や、エラーコード等が表示される。さらに、操作パネル13には、調理に関する情報を表示するための液晶表示器13cが設けられている。
On the
操作パネル11、13は、下端を軸として前後に回動可能となっている。操作パネル11、13は、図1に示した第1の状態において、上面の操作キー群および表示器が外部に開放され、これら操作キー群に対する操作入力を受け付けることができる。
The
図1に示した第1の状態から操作パネル11、13が後方に押し込まれると、操作パネル11、13は、前面がコンロ本体2の前面と面一となる第2の状態にロックされる。この第2の状態において、操作パネル11、13上面の操作キー群および表示器は、コンロ本体2内に収納されて外部から遮蔽されるため、操作パネル11、13は、これら操作キー群に対する操作入力を受け付けることができない。操作パネル11、13は、第2の状態において前面が押されることによりロックが解除され、バネ等の弾性力によって前方に回動し、図1に示す第1の状態に復帰する。
When the
さらに、コンロ本体2の正面右端には、ガスコンロ1を起動するための電源スイッチ14が設けられている。
Further, a
図2は、ガスコンロ1の燃焼系の構成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a combustion system of the
ガスコンロ1は、燃焼系の構成として、ガスバーナ101〜103と、グリルバーナ104、105を備える。
The
ガスバーナ101〜103は、それぞれ、コンロ部4a〜4cに設置される。グリルバーナ104、105は、グリル部6に設置される。グリルバーナ104は下側のバーナであり、グリルバーナ105は上側のバーナである。
The gas burners 101-103 are installed in the
ガスバーナ101〜103に着火を行うための点火器111〜113と、グリルバーナ104、105に着火を行うための点火器114、115が設けられている。また、ガスバーナ101〜103が着火したことを検出するための熱電対121〜123と、グリルバーナ104、105が着火したことを検出するための熱電対124、125が設けられている。
ガスバーナ101〜103およびグリルバーナ104、105には、配管130〜134を介して、燃料ガス(以下、単に「ガス」という)が供給される。配管130から、4つの配管131〜134が分岐し、さらに配管134から2つの配管134a、134bが分岐している。配管131〜133が、それぞれ、ガスバーナ101〜103に接続され、配管134a、134bが、それぞれ、グリルバーナ104、105に接続されている。
Fuel gas (hereinafter simply referred to as “gas”) is supplied to the
配管130には、ガスの導通および遮断を制御するための元ガス電磁弁140が設けられている。また、配管131〜134には、それぞれ、ガスの導通および遮断を制御するための安全弁141〜144が設けられている。さらに、配管131〜134には、それぞれ、ガスの流量を制御するための流量調節弁(以下、「流調弁」という)151〜154が設けられている。流調弁151〜154は、ステッピングモータ151a〜154aによって駆動され、開放量が制御される。この他、配管134bには、ガスの流通を遮断するための閉止電磁弁161が設けられている。
The
元ガス電磁弁140と、安全弁141〜144および閉止電磁弁161が開放されることにより、ガスバーナ101〜103とグリルバーナ104、105にガスが供給される。ステッピングモータ151a〜154aにより流調弁151〜154の開放量が調節されることにより、ガスバーナ101〜103とグリルバーナ104、105に供給されるガスの量が調節される。グリル部6において、下側のグリルバーナ104のみが用いられる場合、閉止電磁弁161が閉じられる。こうして、コンロ部4a〜4cおよびグリル部6において、燃焼動作が行われる。
By opening the original gas
図3は、本実施の形態に係る、ガスコンロ1の回路ブロック図である。
FIG. 3 is a circuit block diagram of the
ガスコンロ1は、電池装着部20と、電圧供給回路201と、制御部202とを備えている。電池装着部20には、たとえば、2つの乾電池が装着される。装着された電池20aの電力が、電圧供給回路201を介して各部に供給される。電池20aが満充電状態の場合、電池装着部20から出力される電池20aの電圧V0は3ボルトである。
The
電圧供給回路201は、電池20aから供給される電圧V0をもとに、各回路部に必要な電圧を生成する。たとえば、電圧供給回路201により、3Vの一定電圧V1が生成されて制御部202に供給される。この他、電圧供給回路201は、電池20aの電圧V0を昇圧して、所定の負荷に供給する。電圧供給回路201の構成は、追って、図5を参照して説明する。
The
制御部202は、たとえば、マイクロコンピュータにより構成される。制御部202は、内蔵メモリに格納されたプログラムに従って各部を制御する。制御部202は、電圧供給回路201により生成される一定の電圧V1によって駆動される。
The
さらに、ガスコンロ1は、点火回路203と、元ガス弁回路204と、閉止弁回路205と、安全弁回路206と、流調弁回路207と、熱電対回路208とを備えている。点火回路203、元ガス弁回路204、閉止弁回路205および安全弁回路206は、それぞれ、制御部202からの制御に応じて、点火器111〜114、元ガス電磁弁140、閉止電磁弁161および安全弁141を駆動する。
Further, the
流調弁回路207は、制御部202からの制御に応じて、ステッピングモータ151aを駆動し、流調弁回路207の開放量を変化させる。熱電対回路208は、熱電対121の検出値を取得して、制御部202に送信する。
The flow
なお、安全弁回路206、流調弁回路207および熱電対回路208からなる回路ユニット220は、コンロ部4a〜4cおよびグリル部6ごとに設けられている。便宜上、図3には、コンロ部4aの回路ユニット220のみが図示されている。
A
さらに、ガスコンロ1は、表示回路209、210と、発光回路211とを備えている。表示回路209は、制御部202からの制御に応じて、図1に示した表示器11b、13bを駆動する。表示回路210は、制御部202からの制御に応じて、図1に示した液晶表示器13cを駆動する。発光回路211は、制御部202からの制御に応じて、図1に示したランプ11cを駆動する。
Further, the
この他、ガスコンロ1は、図1に示した操作キー群11aに対する操作を検出して検出結果を制御部202に送信する回路や、各種センサの検出結果を処理して制御部202に供給する回路、制御部202からの制御に応じて発音する発音器等を備えている。
In addition, the
燃焼動作時には、元ガス弁回路204により元ガス電磁弁140が開放され、さらに、安全弁回路206によって、燃焼対象のバーナに対応する安全弁141が開放される。燃焼対象のバーナにグリルバーナ105が含まれる場合、閉止弁回路205により閉止電磁弁161が開放される。次いで、点火回路203により点火器111〜114が駆動され、燃焼対象のバーナに着火が行われる。熱電対回路208により燃焼対象のバーナの着火が検出されると、点火動作が終了される。さらに、点火ボタン10a〜10c、12の回動量に対応するガス量となるように、流調弁回路207によって、燃焼対象のバーナに対応するステッピングモータ151a〜154aが駆動され、ガス量が調節される。こうして、燃焼対象のバーナにおいて、使用者が所望するガス量(燃焼レベル)で燃焼動作が行われる。
During the combustion operation, the original
ところで、図3に示した電圧供給回路201は、電池20aからの電圧V0を昇圧して所定の負荷に供給するチャージポンプ回路を備えている。チャージポンプ回路は、電池20aからの電圧V0を、当該負荷に必要な電圧レベルに昇圧する。たとえば、この負荷には、図3に示した液晶表示器13cおよびその表示回路210が含まれる。
The
この構成では、電池20aの消耗により電池20aの電圧V0が所定レベル未満に低下すると、チャージポンプ回路からの出力が減少し、対象負荷に適正なレベルの電圧を供給できなくなる。そこで、この問題を回避するために、電池20aとチャージポンプ回路との間にDCDCコンバータが介挿され、電池20aの消耗に拘わらずチャージポンプ回路に安定的に電圧が供給される構成となっている。
In this configuration, when the voltage V0 of the
図4は、比較例に係る電圧供給回路201の構成を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the
比較例に係る電圧供給回路201は、DCDCコンバータ221と、チャージポンプ回路222とを備えている。DCDCコンバータ221は、電池20aの電圧V0を一定の電圧V1に安定化させる。電圧V1は、たとえば、3ボルトである。チャージポンプ回路222は、DCDCコンバータ221から供給される電圧V1を電圧V2に昇圧して負荷223に供給される。上記のように、負荷223には、図3に示した液晶表示器13cおよびその表示回路210が含まれる。電圧V1は、制御部202の他、図3に示した各負荷のうち、一定電圧が安定的に供給されることが必要な負荷に供給される。一定電圧が安定的に供給されることが必要でない負荷には、電池20aの電圧V0が供給される。
The
ここで、チャージポンプ回路222は、入力電圧が所定の電圧以上である場合に、負荷223に必要な一定電圧を出力する。たとえば、チャージポンプ回路222は、3ボルトの入力電圧を5ボルトに昇圧させて出力する。チャージポンプ回路222は、入力電圧が2.5ボルト以上であれば、入力電圧の大きさに拘わらず5ボルトの電圧を出力する。入力電圧が2.5ボルト未満になると、チャージポンプ回路222の出力電圧が5ボルトから低下する。
Here, the
比較例の構成によれば、電池20aの消耗により電圧V0が3ボルトから低下しても、DCDCコンバータ221によって、チャージポンプ回路222の入力電圧が3ボルトに維持される。これにより、チャージポンプ回路222から5ボルトの出力電圧を安定的に負荷223に供給できる。
According to the configuration of the comparative example, the
しかしながら、比較例の構成では、常に、DCDCコンバータ221を介して電池20aからの電圧V0がチャージポンプ回路222に供給されるため、DCDCコンバータ221における消費電力が大きくなり、電池の寿命が短くなるといった問題が生じる。
However, in the configuration of the comparative example, since the voltage V0 from the
そこで、本実施形態では、負荷223に必要な電圧をチャージポンプ回路222から負荷223に安定的に供給でき、且つ、電池20aの寿命を長くすることが可能な構成が、電圧供給回路201に設けられている。以下、この構成について説明する。
Therefore, in the present embodiment, the
図5は、実施形態に係る電圧供給回路201の構成を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the
実施形態に係る電圧供給回路201は、DCDCコンバータ221およびチャージポンプ回路222の他、抵抗224、225と、第1スイッチ回路226と、第2スイッチ回路227と、ダイオード228、229と、を備えている。ここでは、制御部202も、電圧供給回路201の一部を構成する。
The
実施形態に係る電圧供給回路201では、電池20aの電圧V0を直接チャージポンプ回路222に供給するための第1の経路R1と、DCDCコンバータ221を介して電池20aからの電圧V0をチャージポンプ回路222に供給するための第2の経路R2とが設けられている。
In the
第1の経路R1には、第1スイッチ回路226が配置され、第2の経路R2には、第2スイッチ回路227が配置されている。第1スイッチ回路226は、制御部202からの信号により、第1の経路R1を導通および遮断させ、第2スイッチ回路227は、制御部202からの信号により、第2の経路R2を導通および遮断させる。第1スイッチ回路226および第2スイッチ回路227は、それぞれ、制御部202からの信号に応じてオン/オフが切り替えられるFET(Field Effect Transistor)を備えている。第1スイッチ回路226および第2スイッチ回路227が他の構成であってもよい。
The
さらに、第1の経路R1および第2の経路R2には、それぞれ、ダイオード228、229が配置されている。ダイオード228、229は、逆流防止のために配置されている。ダイオード228、229は、なるべくVFが小さいものが好ましい。これにより、第1の経路R1および第2の経路R2からチャージポンプ回路222に電圧を供給する場合に、ダイオード228、229における電圧降下を抑制でき、より大きな電圧をチャージポンプ回路222に供給できる。
Further,
抵抗224、225は、電池20aの電圧V0を検出するために配置されている。抵抗224、225によって電圧V0が分圧された分圧電圧が、制御部202に供給される。制御部202は、この分圧電圧と、DCDCコンバータ221で生成された電圧V1とを比較して、電池20aの電圧V0を検出する。そして、制御部202は、検出した電圧V0に基づいて、第1スイッチ回路226と第2スイッチ回路227を制御する。
The
なお、本実施形態では、制御部202と、抵抗224、225と、第1スイッチ回路226と、第2スイッチ回路227とによって、電池20aからチャージポンプ回路222に対する電圧の供給経路を第1の経路R1と第2の経路R2とで切り替える切替回路が構成される。
In the present embodiment, the
図6は、電圧供給回路201の切替制御を示すフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart showing switching control of the
制御部202は、電池20aの電圧V0が所定の閾値Vthより小さいか否かを判定する(S11)。ここで、閾値Vthは、たとえば、チャージポンプ回路222が正常に動作し得る入力電圧の範囲の下限値に設定される。本実施形態では、閾値Vthは、2.5に設定される。閾値Vthは、この下限値よりもやや高く設定されてもよい。
The
電池20aの電圧V0が閾値Vth以上の場合(S11:NO)、制御部202は、第1スイッチ回路226をONに設定し、第2スイッチ回路227をOFFに設定する(S13)。これにより、図5において、第2の経路R2が遮断され、第1の経路R1を介して電池20aの電圧が、直接、チャージポンプ回路222に供給される。その後、電池20aの消耗により、電池の電圧V0が閾値Vthより低下した場合(S11:YES)、制御部202は、第1スイッチ回路226をOFFに設定し、第2スイッチ回路227をONに設定する。これにより、図5において、第1の経路R1が遮断され、DCDCコンバータ221により安定化された電圧V1が、第2の経路R2を介して、チャージポンプ回路222に供給される。
When the voltage V0 of the
この制御により、チャージポンプ回路222には、電池20aの消耗に拘わらず、常に、閾値Vth(ここでは、2.5ボルト)以上の電圧が供給される。よって、チャージポンプ回路222は、負荷223に必要な電圧(ここでは5ボルト)を、安定的に、負荷223に供給できる。
By this control, the
また、電池20aの電圧V0が閾値Vth以上である間は、第2スイッチ回路227がオフに設定されて、DCDCコンバータ221がチャージポンプ回路222から切り離される。これにより、DCDCコンバータ221からの電流量が、DCDCコンバータ221がチャージポンプ回路222に接続されている場合に比べて減少する。よって、図4に示した比較例に比べて、DCDCコンバータ221による消費電力を抑制でき、結果、電池20aの寿命を長くすることができる。
Further, while the voltage V0 of the
<実施の形態の効果>
本実施形態によれば、以下の効果が奏され得る。
<Effect of Embodiment>
According to this embodiment, the following effects can be achieved.
チャージポンプ回路222の出力電圧V2が負荷223を駆動するために必要な電圧である場合は、DCDCコンバータ221を介することなく、電池20aの電圧V0がチャージポンプ回路222に直接供給される。これにより、電圧供給回路201の消費電力を抑制でき、電池20aの寿命を長くできる。また、チャージポンプ回路222の出力電圧V2が負荷223を駆動するために必要な電圧よりも低下する場合は、電池20aの電圧がDCDCコンバータ221により所定の電圧(ここでは、3ボルト)に安定化されて、チャージポンプ回路222に供給される。これにより、負荷223に対して、必要な電圧を安定的に供給できる。
When the output voltage V2 of the
図6に示したように、電池20aの電圧V0が閾値Vth未満であることに基づいて(S11)、供給経路が、第1の経路R1から第2の経路R2に切り替えられる(S12)。すなわち、第1の経路R1が選択されている状態において、チャージポンプ回路222に入力される電池20aの電圧V0が参照されて、チャージポンプ回路222の出力電圧V2が低下することが予測される。これにより、チャージポンプ回路222の出力電圧V2が低下する場合に、供給経路を第1の経路R1から第2の経路R2に切り替えることができる。
As shown in FIG. 6, the supply path is switched from the first path R1 to the second path R2 (S12) based on the voltage V0 of the
なお、閾値Vthは、チャージポンプ回路222の出力電圧V2が負荷223の駆動に必要な電圧に維持される入力電圧の範囲の下限値(ここでは、2.5ボルト)よりもやや高く設定するとよい。これにより、チャージポンプ回路222の出力電圧V2が実際に低下する前に、供給経路を第1の経路R1から第2の経路R2に切り替えて、DCDCコンバータ221からチャージポンプ回路222に一定電圧V1を安定的に供給できる。これにより、チャージポンプ回路222の出力電圧V2が低下する状態をより確実に回避できる。よって、負荷223に対して、必要な電圧をより安定的に供給することができる。
The threshold value Vth may be set to be slightly higher than the lower limit value (here, 2.5 V) of the range of the input voltage at which the output voltage V2 of the
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施の形態によって何ら制限されるものではなく、また、本発明の実施の形態も、上記以外に種々の変更が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and the embodiments of the present invention can be modified in various ways other than the above. ..
<変更例1>
上記実施形態では、図5に示すように、第2スイッチ回路227がDCDCコンバータ221の後段に設けられた。これに対し、変更例1では、第2スイッチ回路227がDCDCコンバータ221の前段に設けられる。
<
In the above embodiment, as shown in FIG. 5, the
図7は、変更例1に係る、電圧供給回路201の構成を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing the configuration of the
変更例1では、DCDCコンバータ221が、チャージポンプ回路222に対する電圧供給のみに用いられている。図3に示した各負荷のうち、チャージポンプ回路222以外の一定電圧が安定的に供給されることが必要な負荷には、別途配置されたDCDCコンバータ230から一定電圧が供給される。DCDCコンバータ230は、電池20aの電圧V0を安定化させて一定の電圧V1を生成し、生成した電圧V1をこれら負荷に供給する。第1スイッチ回路226および第2スイッチ回路227の切替制御は、上記実施形態と同様である。
In the first modification, the
変更例1の構成によれば、第2スイッチ回路227がオフに設定されると、DCDCコンバータ221に電池20aの電圧V0が供給されなくなる。すなわち、第2スイッチ回路227がオフに設定されると、DCDCコンバータ221は動作しない。よって、供給経路が第1の経路R1に切り替えられている間にDCDCコンバータ221において消費される電力をさらに抑制できる。本変更例1においても、上記実施形態と同様、第1の経路R1と第2の経路R2が切り替えられることにより、チャージポンプ回路222を安定的に動作させることができる。
According to the configuration of the first modification, when the
<変更例2>
上記実施形態では、図5に示すように、電池20aの電圧V0が制御部202により検出されて、第1スイッチ回路226と第2スイッチ回路227が切り替えられた。これに対し、変更例2では、チャージポンプ回路222の出力電圧V2が制御部202により検出されて、第1スイッチ回路226と第2スイッチ回路227が切り替えられる。
<
In the above-described embodiment, as shown in FIG. 5, the voltage V0 of the
図8は、変更例2に係る、電圧供給回路201の構成を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing the configuration of the
変更例3では、チャージポンプ回路222の後段に、抵抗231、232が配置されている。抵抗231、232によって電圧V2が分圧された分圧電圧が、制御部202に供給される。制御部202は、この分圧電圧と、DCDCコンバータ221で生成された電圧V1とを比較して、チャージポンプ回路222の出力電圧V2を検出する。そして、制御部202は、検出した電圧V2に基づいて、第1スイッチ回路226と第2スイッチ回路227を制御する。
In the modified example 3, the
この場合、制御部202は、図6のステップS11において、チャージポンプ回路222から出力される電圧V2が、負荷223の駆動に必要な電圧Vnより低下したか否かを判定する。そして、制御部202は、電圧V2が電圧Vnよりも低下していない場合、ステップS11の判定をNOとして、第1スイッチ回路226をオンに設定し、第2スイッチ回路227をオフに設定する(S13)。また、制御部202は、電圧V2が電圧Vnよりも低下した場合、ステップS11の判定をYESとして、第1スイッチ回路226をオフに設定し、第2スイッチ回路227をオンに設定する(S13)。
In this case, the
変更例2においても、上記実施形態と同様、電圧供給回路201における消費電力を抑制しながら、チャージポンプ回路222からの出力電圧V2を負荷223に安定的に供給できる。ただし、変更例2では、チャージポンプ回路222からの出力電圧V2が実際に低下したことに応じて、チャージポンプ回路222に対する電圧供給経路が、第1の経路R1から第2の経路R2に切り替えられるため、チャージポンプ回路222からの出力電圧V2が実際に低下するタイミングが生じる。このため、このタイミングにおいて、負荷223に対する電圧の供給が不安定となる。
Also in the second modification, similarly to the above embodiment, the output voltage V2 from the
これに対し、上記実施形態および変更例1では、電池20aの電圧V0によりチャージポンプ回路222からの出力電圧V2が低下することを予測して、電圧供給経路が第1の経路R1から第2の経路R2に切り替えられるため、チャージポンプ回路222からの出力電圧V2が低下することを未然に防ぐことができる。このため、上記実施形態および変更例1の構成によれば、負荷223に対する電圧の供給がより安定化させることができる。
On the other hand, in the above-described embodiment and the first modified example, it is predicted that the output voltage V2 from the
<変更例3>
上記実施形態では、制御部202が、図6のステップS11の判定を行って、第1スイッチ回路226および第2スイッチ回路227の切り替えが行われた。これに対し、変更例3では、ハードウエアを用いた構成により、第1スイッチ回路226と第2スイッチ回路227の切り替えが行われる。
<
In the above embodiment, the
図9は、変更例3に係る、電圧供給回路201の構成を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing the configuration of the
変更例3では、制御部202に代えて、比較回路233と論理回路234とが配置される。ここでは、比較回路233と、論理回路234と、抵抗224、225と、第1スイッチ回路226と、第2スイッチ回路227とによって、電池20aからチャージポンプ回路222に対する電圧の供給経路を第1の経路R1と第2の経路R2とで切り替える切替回路が構成される。
In the third modification, instead of the
比較回路233は、抵抗224、225で分圧された電圧と電圧V1とに基づいて、電池20aの電圧V0と電圧V1(電圧V0の基準値:3ボルト)との差分ΔV(ΔV=V1−V0)が所定値Vr(ここでは、0.5ボルト)以下の場合に、論理回路234にローレベルの信号を出力し、差分ΔVが所定値Vrを超えた場合に、論理回路234にハイレベルの信号を出力する。
The
論理回路234は、比較回路233から入力される信号がローレベルの場合、第1スイッチ回路226をオンに設定する信号と第2スイッチ回路227をオフに設定する信号を、第1スイッチ回路226と第2スイッチ回路227に出力する。また、論理回路234は、比較回路233から入力される信号がハイレベルの場合、第1スイッチ回路226をオフに設定する信号と第2スイッチ回路227をオンに設定する信号を、第1スイッチ回路226と第2スイッチ回路227に出力する。
When the signal input from the
この構成によっても、上記実施形態と同様、電池20aの電圧V0が2.5ボルト以上の場合に、第1の経路R1から電池20aの電圧V0が直接、チャージポンプ回路222に供給され、電池20aの電圧V0が2.5ボルトより小さい場合は、第2の経路R2からDCDCコンバータ221を介して電圧V1がチャージポンプ回路222に供給される。よって、本変更例3においても、上記実施形態と同様の効果が奏され得る。
With this configuration, as in the above embodiment, when the voltage V0 of the
なお、変更例3の構成は、変更例1、2にも同様に適用され得る。また、図9の構成では、抵抗224、225で分圧された電圧が比較回路233に供給されたが、電圧V0が直接、比較回路233に供給されて、電圧V1と比較されてもよい。
The configuration of
<その他の変更例>
上記実施形態では、負荷223が、液晶表示器13cおよびその表示回路210を含んでいたが、負荷223はこれに限られるものではない。負荷223は、チャージポンプ回路222からの電圧V2が必要な他の負荷であってもよい。
<Other changes>
In the above embodiment, the
また、ガスコンロ1の構成は、上記実施形態に示された構成に限られるものではなく、適宜種々の変更が可能である。たとえば、上記実施形態では、ガスコンロ1に3つのコンロ部4a、4b、4cが設けられたが、ガスコンロ1に設けられるコンロ部の数はいくつであってもよい。
Further, the configuration of the
さらに、上記実施の形態では、本発明の電池式燃焼装置の一例としてガスコンロ1が示されたが、本発明は、電池を電源として用いる他の電池式燃焼装置にも適用され得る。また、電圧供給回路201は、電池式燃焼装置に限らず、電池を電源とする他の装置にも適用され得る。
Further, in the above-described embodiment, the
この他、本発明の実施形態は、特許請求の範囲に記載の範囲で適宜変更可能である。 Besides, the embodiment of the present invention can be appropriately modified within the scope of the claims.
1 ガスコンロ(電池式燃焼装置)
13c 液晶表示器(負荷)
20 電池装着部
20a 電池
201 電圧供給回路
202 制御部(切替回路)
210 表示回路(負荷)
221 DCDCコンバータ
222 チャージポンプ回路
223 負荷
224、225 抵抗(切替回路)
226 第1スイッチ回路(切替回路)
227 第2スイッチ回路(切替回路)
233 比較回路
234 論理回路
1 gas stove (battery type combustion device)
13c Liquid crystal display (load)
20
210 Display circuit (load)
221
226 First switch circuit (switch circuit)
227 Second switch circuit (switching circuit)
233
Claims (5)
電池からの電圧を安定化させるDCDCコンバータと、
前記電池からの電圧を直接前記チャージポンプ回路に供給する第1の経路と、
前記DCDCコンバータコンバータを介して前記電池からの電圧を前記チャージポンプ回路に供給する第2の経路と、
前記電池から前記チャージポンプ回路に対する電圧の供給経路を前記第1の経路と前記第2の経路とで切り替える切替回路と、を備え、
前記切替回路は、前記チャージポンプ回路の出力電圧が前記負荷を駆動するために必要な電圧より低下することに基づいて、前記チャージポンプ回路に対する電圧の供給経路を、前記第1の経路から前記第2の経路に切り替える、
ことを特徴とする電圧供給回路。 A charge pump circuit that boosts the input voltage and supplies it to the load,
A DCDC converter that stabilizes the voltage from the battery,
A first path for supplying the voltage from the battery directly to the charge pump circuit;
A second path for supplying the voltage from the battery to the charge pump circuit via the DCDC converter converter;
A switching circuit that switches a supply path of a voltage from the battery to the charge pump circuit between the first path and the second path,
The switching circuit changes a voltage supply path to the charge pump circuit from the first path to the first path based on that the output voltage of the charge pump circuit is lower than a voltage required to drive the load. Switch to the second route,
A voltage supply circuit characterized by the above.
前記切替回路は、前記電池の電圧が所定の閾値未満であることに基づいて、前記供給経路の切り替えを行う、
ことを特徴とする電圧供給回路。 The voltage supply circuit according to claim 1,
The switching circuit switches the supply path based on that the voltage of the battery is less than a predetermined threshold value,
A voltage supply circuit characterized by the above.
請求項1または2に記載の電圧供給回路と、
前記負荷と、を備える、
ことを特徴とする電池式燃焼装置。 A battery-type combustion device that controls combustion operation using a battery as a power source,
The voltage supply circuit according to claim 1 or 2,
And a load,
A battery-type combustion device characterized by the above.
前記負荷は、液晶表示器を含む、
ことを特徴とする電池式燃焼装置。 The battery-powered combustion device according to claim 3,
The load includes a liquid crystal display,
A battery-type combustion device characterized by the above.
前記電池式燃焼装置は、ガスコンロである、
ことを特徴とする電池式燃焼装置。 The battery-powered combustion device according to claim 3 or 4,
The battery-powered combustion device is a gas stove,
A battery-type combustion device characterized by the above.
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