JP2562261Y2 - バックアップ電源回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、マイクロコンピュータ
等のメモリーバックアップ用に用いられているバックア
ップ用電源に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】今日、マイクロコンピュータを内蔵する
種々の電子機器が使用され、これらの機器には、マイク
ロプロセッサと共にランダムアクセスメモリも組み込ま
れている。これらの機器では、電源スイッチをオフ状態
としたときにもランダムアクセスメモリに書き込まれた
データを保持しておく為にバックアップ電源が用いられ
ており、又、内蔵されたマイクロプロセッサに関して
も、今日、通常作動電圧よりも低い電圧を印加し、周波
数の低下したクロック信号等により一部の作業処理を電
子機器の電源スイッチを切った状態においても持続させ
ることがある。

【０００３】この状態では、バックアップ電源によりラ
ンダムアクセスメモリやマイクロプロセッサに電力が供
給されてランダムアクセスメモリに記録したデータの保
持やマイクロプロセッサによる最小必要限の作業が行な
われるものであり、今日、バックアップ電源には、充電
可能なリチウム電池がバックアップ用二次電池として多
用されている。

【０００４】そして、このリチウム電池を二次電池とし
て用いるバックアップ電源回路の一例としては、メイン
電源１１の電圧が例えば５ボルト等の如く３ボルトより
も高い場合には、図２に示す様に、メイン電源１１に電
源スイッチ１５を介して接続される入力端子２１から第
１１ダイオード６１を介してマイクロプロセッサやラン
ダムアクセスメモリ等の負荷１７に接続される出力端子
２３に接続し、入力端子２１を第１１抵抗器６６及び第
１２抵抗器６７を介してグランド端子２５に接続して第
１１抵抗器６６と第１２抵抗器６７との中間点を約３ボ
ルトの電位とする様に第１１抵抗器６６と第１２抵抗器
６７とでメイン電源電圧を分圧し、この中間点を第１３
抵抗器６８及び第１３ダイオード６３を介して二次電池
２７の陽極に接続し、更に二次電池２７の陽極は第１２
ダイオード６２を介して出力端子２３に接続するもので
あり、二次電池２７の陰極はグランド端子２５に接続し
たものがある。

【０００５】尚、充電電流を制限する保護抵抗器として
の第１３抵抗器６８は、第１１抵抗器６６及び第１２抵
抗器６７の抵抗値によっては省略されることがあり、
又、メイン電源１１の電圧が二次電池２７の充電電圧や
定格出力電圧と略等しい３ボルトの場合は、二次電池２
７と第１２ダイオード６２のアノードとを第１３抵抗器
６８を介して入力端子２１に接続し、第１１抵抗器６６
及び第１２抵抗器６７や第１３ダイオード６３を省略し
たバックアップ電源回路２０とされる。

【０００６】従って、このバックアップ電源回路２０を
用いると、電源スイッチ１５がオン状態のときは、第１
１ダイオード６１を介してメイン電源１１の電圧が出力
端子２３から負荷１７に供給され、電源スイッチ１５を
オフ状態とした場合でも、二次電池２７の電力が第１２
ダイオード６２を介して負荷１７に供給されるものであ
る。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】前述の様に、今日、二
次電池としては、長寿命にして比較的出力電圧の安定し
ているリチウム電池が多用されているも、このリチウム
電池の出力電圧は約３ボルト程度であり、メイン電源電
圧との切換に用いられるダイオード（第１２ダイオー
ド）の電圧降下を加味すると、バックアップのときの当
該電源回路から出力される電圧が３ボルト以下となる場
合が生じる。

【０００８】このバックアップ電圧の低下は、ランダム
アクセスメモリの作動に大きな影響を与えることは少な
くても、マイクロプロセッサの作動に関しては誤動作を
生じさせる危険性が有り、安定した３ボルト等の所要の
バックアップ電圧を長時間持続する適切な小型のバック
アップ用電源が要求されるようになってきた。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本考案は、メイン電源電
圧に基づいて二次電池の充電電圧を出力する第１定電圧
回路と、該第１定電圧回路の出力により充電される二次
電池とを有すると共に、第１定電圧回路の出力及び二次
電池出力が入力され、この入力電圧を一旦降圧させる第
２定電圧回路と、該第２定電圧回路の出力を３ボルト等
の所定の電圧に昇圧する第３定電圧回路とを用い、該第
３定電圧回路の出力をダイオードを介して出力端子に出
力させることとする。

【００１０】

【作 用】本考案は、二次電池の出力を一旦降圧する第
２定電圧回路を有する故、二次電池の放電特性によるこ
となく安定した一定の電位を得ることができ、この安定
した第２定電圧回路の出力を第３定電圧回路により所定
の電圧に昇圧する故、安定した必要な電位を二次電池を
用いて出力させることができる。

【００１１】

【実施例】本考案の実施例は、図１に示す様に、所定の
バックアップ電圧を出力するバックアップ電源回路３０
を含み、バックアップ電圧よりも高い通常作動用の電圧
をも出力する電源回路２０である。この電源回路２０
は、メイン電源１１からの電圧が入力される入力端子２
１と、電源スイッチ５１がオン状態とされたときに第４
定電圧回路５５によりバックアップ電圧よりも高い５ボ
ルトとした通常作動用の電圧を出力し、且つ、バックア
ップ電源回路３０からのバックアップ用３ボルト電圧を
も出力する出力端子２３とを有するものであり、入力端
子２１から電源スイッチ５１を介して第４定電圧回路５
５に、更に第４定電圧回路５５を第４ダイオード５７を
介して出力端子２３に接続すると共に、バックアップ電
源回路３０も第３ダイオード３８を介して出力端子２３
に接続したものである。

【００１２】尚、メイン電源１１の電圧としては、７ボ
ルト乃至９ボルトを出力する適宜のメイン電源用電池等
を用い、第４定電圧回路５５は、出力電圧を５ボルトと
したレギュレータ等の定電圧回路を用いるものである。
そして、バックアップ電源回路３０は、第１定電圧回路
３１の入力側を前記入力端子２１に接続し、この第１定
電圧回路３１としては、出力電圧を二次電池２７として
用いるリチウム電池の充電電圧に適した３．２ボルトと
する適宜の降圧型スイッチングレギュレータを用いるも
のであり、この第１定電圧回路３１の出力側を第１ダイ
オード３６を介して第２定電圧回路３２に接続し、更に
第２定電圧回路３２の出力側は第３定電圧回路３３に接
続し、第３定電圧回路３３の出力側を前記第３ダイオー
ド３８に接続するものであり、第２定電圧回路３２とし
ては、出力電圧を二次電池２７の安全出力電圧とされる
放電電位よりも僅かに低い１．８ボルトとする適宜の降
圧型スイッチングレギュレータを、第３定電圧回路３３
としては出力電圧を所用電圧である３．０ボルトとする
適宜の昇圧型スイッチングレギュレータを用いている。

【００１３】又、前記第１定電圧回路３１の出力側は、
第２ダイオード３７及び制限抵抗器３９を介して二次電
池２７であるリチウム電池の陽極に接続すると共に、該
二次電池２７の陽極は、保護遮断回路４１を介して前記
第１ダイオード３６のカソードと共に、第２定電圧回路
３２の入力側に接続する。そして、この保護遮断回路４
１は、入力端子を電圧検出器４３とスイッチングトラン
ジスタ４５のエミッタとに接続し、該スイッチングトラ
ンジスタ４５のコレクタを第２定電圧回路３２に接続
し、該スイッチングトランジスタ４５のベースは制御ト
ランジスタ４６を介して接地し、該制御トランジスタ４
６のベースは前記電圧検出器４３の出力端子に接続する
ものであり、この電圧検出器４３は、例えば検出電圧が
リチウム電池の安全出力電圧である２．０ボルト以下に
なると、出力端子からの検出信号出力を停止し、制御ト
ランジスタ４６を不導通状態としてスイッチングトラン
ジスタ４５をオフ状態にするものである。

【００１４】従って、このバックアップ電源回路３０を
内蔵する電源回路２０は、電源スイッチ５１がオン状態
とされているときは、第４定電圧回路５５から出力され
る５ボルトの通常作動電圧が第４ダイオード５７を介し
て出力端子２３に出力されるものであって、このときバ
ックアップ電源回路３０では、第１定電圧回路３１の出
力が第１ダイオード３６を介して第２定電圧回路３２
に、更に、第３定電圧回路３３に加えられ、第３定電圧
回路３３から３．０ボルトのバックアップ電圧が出力さ
れるも、このバックアップ電圧は第３ダイオード３８に
より遮断される。

【００１５】そして、第２定電圧回路３２には、第１ダ
イオード３６を介した第１定電圧回路３１の出力電圧が
加えられており、保護遮断回路４１の入力側は、第２ダ
イオード３７及び制限抵抗器３９を介した電圧が入力さ
れる故、二次電池２７の充電中は、保護遮断回路４１の
出力端子側電圧が入力端子側電圧よりも高く、保護遮断
回路４１はオフ状態となり、二次電池２７には第２ダイ
オード３７及び制限抵抗器３９を介して安定した充電が
行なわれる。

【００１６】又、電源スイッチ５１がオフ状態にされた
ときは、メイン電源１１の電圧を第１定電圧回路３１に
より降圧した３．２ボルトの電圧が第２定電圧回路３２
に、又は二次電池２７に蓄えられた電荷が保護遮断回路
４１を介して第２定電圧回路３２に供給される。このと
き、本実施例は二次電池２７としてリチウム電池を使用
しており、このリチウム電池の満充電状態における出力
電圧は約３．２ボルトであり、メイン電源１１が消耗し
たときやメイン電源１１を取り外したときは二次電池２
７からの電圧が保護遮断回路４１を介して第２定電圧回
路３２に供給され、時間の経過と共に二次電池２７の出
力電位は降下するも、この二次電池２７の出力電圧は第
２定電圧回路３２により安定した１．８ボルトとされ、
この安定した電圧が、更に第３定電圧回路３３により
３．０ボルトに昇圧される故、第３ダイオード３８を介
して安定した約３．０ボルトの電圧が電源回路２０の出
力端子２３から出力されることになる。

【００１７】尚、メイン電源１１が消耗した状態が続
き、数日又は数カ月が経過して二次電池２７の出力電圧
が２．０ボルトまで低下すると、保護遮断回路４１は、
制御トランジスタ４６及びスイッチングトランジスタ４
５をオフ状態として二次電池２７から第２定電圧回路３
２への出力を遮断し、二次電池２７の完全放電を防止し
て二次電池２７が傷まない様にしている。

【００１８】

【考案の効果】本考案は、メイン電源の電圧を定電圧と
して二次電池に充電する第１定電圧回路と、充電された
二次電池の出力を一旦降下させる第２定電圧回路と、第
２定電圧回路の出力を所要の電圧に昇圧する第３定電圧
回路とを有している故、二次電池の出力をもって常に安
定した所要の電圧を出力することができるバックアップ
用電源回路である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るバックアップ用電源回路の実施例
を含む電源回路例を示す図。

【図２】従来のバックアップ電源を含む電源回路の一例
を示す図。

【符号の説明】

１１ メイン電源 １５ 電源スイッ
チ １７ 負荷 ２０ 電源回路 ２１ 入力端子 ２３ 出力端子 ２５ グランド端子 ２７ 二次電池 ３０ バックアップ電源回路 ３１ 第１定電圧
回路 ３２ 第２定電圧回路 ３３ 第３定電圧
回路 ３６ 第１ダイオード ３７ 第２ダイオ
ード ３８ 第３ダイオード ３９ 制限抵抗器 ４１ 保護遮断回路 ５１ 電源スイッ
チ ５５ 第４定電圧回路

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 メイン電源の電圧を二次電池の充電電圧
   に降圧する第１定電圧回路と、 前記第１定電圧回路の出力により充電される二次電池
   と、 前記第１定電圧回路の出力及び前記二次電池の出力を、
   二次電池の安全出力電圧以下に降圧する第２定電圧回路
   と、 前記第２定電圧回路の出力を所定の電圧に昇圧する第３
   定電圧回路と、 を有することを特徴とするバックアップ電源回路。