JP3530387B2 - 電源回路及びそれを備えたディスク装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電源回路及びそれ
を備えたディスク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、消費電力が大きく変動する負
荷に電力を供給する電源回路としては、ピックアップの
作動と休止を繰り返すことによってディスク上へのデー
タ記録やディスク上からのデータ再生を行うディスク装
置の電源回路等があり、以下、このようなディスク装置
に備えられた電源回路を、図７乃至図９に示す携帯型の
ＭＤ記録再生装置を参照して説明する。

【０００３】図７乃至図９において、１はピックアップ
やピックアップのサーボ及び駆動回路並びにＲＦアンプ
等から構成された記録再生手段であり、データ記録時に
ピックアップからハイパワーのレーザービームをディス
ク上に照射してデータを記録すると共に、データ再生時
にピックアップから微少パワーのレーザービームをディ
スク上に照射してデータを読み取るようになっている。

【０００４】２は記録再生手段１とのデータ授受が行わ
れると共に、データに圧縮伸長等の信号処理を施す信号
処理回路、２ａは記録時信号処理回路２で圧縮された圧
縮データやディスクから読み出された圧縮データが記憶
されるメモリであり、これら信号処理回路２及びメモリ
２ａにおけるデータ圧縮によって、データ記録時及び再
生時においてピックアップが作動する必要のない時間が
発生し、この間、ピックアップによるディスク上へのレ
ーザービームの照射やピックアップサーボ及び駆動回路
の作動が停止されるようになっており、ピックアップの
非動作時の負荷がピックアップ動作時の負荷に対して半
分以下となって大幅な省電力化が図られている。

【０００５】３はＭＤ記録再生装置のシステム全体を制
御するマイコン、４は入力端子からのデータをＡ／Ｄ変
換して信号処理回路２に供給すると共に信号処理回路２
からのデータをＤ／Ａ変換して出力端子に供給する信号
変換回路である。

【０００６】５ａは後述する電源回路から送られてきた
電圧が２．５Ｖとなって出力されるよう昇降圧する第１
昇降圧回路（アップダウン型ＤＣ／ＤＣコンバータ）、
５ｂは後述する電源回路から送られてきた電圧が２．８
Ｖとなって出力されるよう昇降圧する第２昇降圧回路
（アップダウン型ＤＣ／ＤＣコンバータ）であり、２．
５ｖを必要とする所へは第１電圧変換回路５ａから、
２．８ｖを必要とする所へは第２電圧変換回路５ｂから
電力が供給されるように結線されている。尚、後述する
電源回路から送られてきた電圧を昇降圧する理由は、電
源から送られてくる電圧が後述するように所定の電圧よ
りも低いのもあれば高いのもあるからである。

【０００７】６ａは乾電池、６ｂは充放電が可能な充電
池、６ｃは交流電源を直流電源に変換するＡＣアダプタ
であり、操作者の選択によって脱着されるものである。
尚、各電源の出力電圧の大きさはＡＣアダプタ６ｃ、充
電池６ｂ、乾電池６ａの順に設定されている。又、乾電
池６ａは、図８に示すように、乾電池ケースＡに収納さ
れた後、図９に示すように、収納された乾電池ケースＡ
の雄端子と装置本体Ｂの雌端子をフィットさせ、その後
に回転ネジを回転させることによって乾電池６ａと装置
本体部とが電気的に結ばれるようになっており、この乾
電池６ａに流れる電流は、第１昇降圧回路５ａ及び第２
昇降圧回路５ｂ並びに昇圧回路８まで同じであるため、
乾電池６ａから負荷までの引き回し回路の抵抗による電
力ロスが無視できない状態となっている。

【０００８】７ａ，７ｂ，７ｃはそれぞれ乾電池６ａ，
充電池６ｂ，ＡＣアダプタ６ｃの電力を装置内に入力す
る為のスイッチであり、マイコン３からの制御信号に基
づいてＯＮ／ＯＦＦされ、第１昇降圧回路５ａ、第２昇
降圧回路５ｂ、後述する昇圧回路８に電源電力が入力さ
れるようになっている。尚、スイッチ７ａ，７ｂ，７ｃ
は、例えば、ＯＮ抵抗の低いパワーＭＯＳＦＥＴが使用
される。

【０００９】７ｄ，７ｅ，７ｆはスイッチ７ａ．７ｂ，
７ｃと並列に設けられたダイオードであり、ある電源が
操作者によって急に引き抜かれた場合において次に出力
電圧の高い電源の電力が該電源に対応するダイオードを
介して出力されるように設定されるものである。

【００１０】８は入力された電圧を２．７Ｖまで昇圧す
る昇圧回路であり、スイッチ７ａ，７ｂ，７ｃに接続さ
れ、乾電池６ａ，充電池６ｂ，ＡＣアダプタ６ｃの電力
が入力されるようになっている。尚、乾電池６ａの電力
が入力された場合は２．７Ｖまで昇圧されるが、充電池
６ｂ及びＡＣアダプタ６ｃの電力が入力された場合は
２．７Ｖよりも高い電圧なのでそのままの電圧で電力を
送る。

【００１１】９は昇圧回路８から送られた電力の電圧を
２．５Ｖまで降圧させる降圧回路であり、その降圧した
２．５Ｖの電圧はマイコン駆動電圧としてマイコン３に
供給される。尚、昇圧回路８と降圧回路９とが設けられ
る理由は、図示されないＭＤ記録再生装置のスタートキ
ー（電源キー）がＯＮされたとき、まず無条件でマイコ
ン３を起動させるためであって、第１昇降圧回路５ａが
マイコン３によって指令されるようになっており、第１
昇降圧回路５ａからマイコン３を起動させることができ
ないためである。

【００１２】そして、上記のように構成されたＭＤ記録
再生装置において、図示されないＭＤ記録再生装置のス
タートキー（電源キー）がＯＮされると、無条件でマイ
コン３が起動し、マイコン３において各電源の電圧を測
定して電源が装着されているかどうかの確認が行われる
と共に、装着された電源からＡＣアダプタ６ｃ→充電池
６ｂ→乾電池６ａという優先順位に基づいて電源が選択
され、選択された電源に対応するスイッチ７ａ〜７ｃの
何れかをＯＮさせ、その選択した電源によって電力供給
を行うようにしており、又マイコン３は、電源立ち上が
り時だけでなく、データ記録時やデータ再生時において
も常時使用している電源の出力電圧を測定して各モード
に設定された警告及び寿命設定電圧と比較し、図示しな
い表示手段で電池の寿命が残りわずかであることの警告
を発したり、寿命電圧に達したと判断した場合に各モー
ドの停止を実施したりしていた。

【００１３】因に、乾電池６ｃ一本当たりとしてのデー
タ記録時の警告電圧は１．０Ｖ、寿命電圧は０．９Ｖで
あり、データ再生時の警告電圧は１．０Ｖ、寿命電圧は
０．８Ｖであり、データ記録時の警告電圧及び寿命電圧
がデータ再生時の警告電圧及び寿命電圧に比べて高く設
定される理由は、データ記録時が高負荷でデータ再生時
が低負荷であると共に、データ記録を行っていた場合に
は、ＭＤの記録がメインデータの記録を完了しても記録
したことにはならず、該メインデータに対するＵＴＯＣ
（User Table Of Contents）データがＵＴＯＣ領域に記
録されない限り記録されたことにはならず、少なくとも
それまで記録されたものに関してＵＴＯＣデータを書き
込むのに必要な電力を電源に確保した上で停止されるた
めである。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来装
置では、以下のような問題点を有していた。

【００１５】１．マイコンのハングアップの可能性があ
る。使用中にある電源が突然引き抜かれる等して急に電
力供給が不能となった場合であって、マイコンが次に予
定される電源に対するスイッチをＯＮするとき、その間
の電圧降下を防ぐために、予定される電源の電力供給を
ダイオードを介して即座に実施するようにしているが、
次に予定される電源が寿命電圧ぎりぎりであったとき、
ダイオードによる電圧降下によってマイコンのハングア
ップを引き起こす恐れがあった。

【００１６】２．電源回路にコストがかかりすぎる。リ
レー式スイッチは電源切換に要求される高速切換が不可
能であり、又バイポーラ型トランジスタスイッチではベ
ース電流を必要として電力ロスが生じ、少しでも省電力
化を遂行しようとする製品には不向きであるため、電位
を与えるだけで駆動されるパワーＭＯＳＦＥＴスイッチ
を使用する必要があるが、ＯＮ抵抗の低いパワーＭＯＳ
ＦＥＴスイッチは非常に高価であり、又電源の数だけパ
ワーＭＯＳＦＥＴスイッチを必要とすることから、電源
回路のコストが非常に高くなるといった問題点があっ
た。

【００１７】３．電源回路そのものの電力ロスが大き
い。電力ロスの小さいパワーＭＯＳＦＥＴスイッチを使
用してもなお、ＯＮ抵抗による電力ロスを無視すること
はできず、特に高負荷時の電力ロスは無視することがで
きず省電力化の障害となっており、又少ない本数の乾電
池を電源とするとき、出力電圧が使用可能範囲のダウン
時に、負荷が要する負荷電圧を下回ってしまうため、負
荷の設定電圧にするための電圧変換回路を昇降圧回路で
構成する必要があるが、特に小型サイズのものでは、降
圧回路のロスが約１０％であるのに対して昇降圧回路で
は約３０％のロスが生じ、電源回路そのものの電力ロス
が大きくなるといった問題点があった。そして、乾電池
を電源として含めつつ、降圧回路のみで対応しようとす
ると、最低でも乾電池４本必要とするため、乾電池の使
用本数が大幅に増大するといった問題点もあった。

【００１８】４．乾電池の寿命が短い。ＡＣアダプタが
電源として装着されていない場合であって、出力電圧が
設定電圧より低くなっている充電池が装着されていると
き、電源として乾電池が選択されて乾電池のみによって
電力供給が行われ、充電池に蓄えられている電力が使用
されず、又電源回路そのものの電力ロスが大きいため、
電源に対する外部負荷の大きい製品において、内部抵抗
での電圧降下が大きくなってすぐに寿命に達してしまう
といった問題点があった。

【００１９】５．乾電池を複数本使用する必要がある。
乾電池の出力電圧の低下は起電圧の低下によってではな
く、乾電池内の内部抵抗の増大によって起こるわけであ
るが、外部負荷が大きければ大きい程、内部抵抗での電
圧降下が大きくなってすぐに寿命に達してしまうため、
電源に対する外部負荷の大きい製品においては、電池を
交換してから次に電池を交換するまでの時間を少しでも
長くするために乾電池の本数を増やさざるを得ないとい
った問題点があり、特に携帯型の機器においては大きな
問題点であった。

【００２０】本発明は、マイコンのハングアップやコス
トアップを防止しつつ、電力ロスの低減や電池寿命の長
寿化を図ることができる電源回路を提供することを目的
とするものである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、充電機能を有する第１の直流電
源と、前記第１の直流電源の内部抵抗よりも高い内部抵
抗を有する第２の直流電源とを備え、消費電力が大きく
変動する負荷に電力を供給する電源回路において、前記
第２の直流電源の出力電圧を昇圧させる昇圧手段を設
け、前記昇圧手段と前記負荷との接続点に前記第１の直
流電源を接続する一方、前記第１の直流電源は、前記負
荷が要する電圧よりも高い電圧供給能力を有し、前記昇
圧手段は前記第１の直流電源の出力電圧が低下して通常
の平均出力より若干低い所定電圧となったとき作動し、
前記第２の直流電源の出力電圧を前記所定電圧まで昇圧
させるものである。請求項２記載の発明は、請求項１記
載の発明に加え、前記昇圧手段と前記負荷との間に直流
抵抗を設け、前記直流抵抗と前期負荷との接続点に前記
第１の直流電源を接続するものである。

【００２２】請求項３記載の発明は、請求項２記載の発
明の構成に加え、前記直流抵抗は、直流抵抗を有するコ
イルによって構成されたものである。

【００２３】請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求
項３の何れかに記載の発明の構成に加え、前記第１の直
流電源が、充電電力が使い果たされる直前の状態におい
て、出力電圧が充電電力に応じて急激に変化する特性を
有し、前記通常の平均出力より若干低い所定電圧とは、
前記第１の直流電源の充電電力が使い果たされる直前の
状態にある電圧であるものである。

【００２４】請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求
項４の何れかに記載の発明の構成に加え、前記昇圧手段
は、前記第２の直流電源の出力電圧を前記負荷が要する
電圧よりも高い電圧に昇圧するものである。

【００２５】請求項６記載の発明は、ピックアップの作
動と休止を繰り返すことによって、ディスク上へのデー
タ記録又はディスク上からのデータ再生を行うディスク
装置において、充電機能を有する第１の直流電源と、前
記第１の直流電源の内部抵抗よりも高い内部抵抗を有す
る第２の直流電源と、前記第２の直流電源の出力電圧を
昇圧させる昇圧手段とを設けると共に、前記昇圧手段と
前記ピックアップを駆動する駆動回路との間に直流抵抗
を設け、前記直流抵抗と前記ピックアップを駆動する駆
動回路との接続点に前記第１の直流電源を接続する一
方、前記第１の直流電源は、前記駆動回路が要する電圧
よりも高い電圧供給能力を有し、前記昇圧手段は前記第
１の直流電源の出力電圧が低下して通常の平均出力より
若干低い所定電圧となったとき作動し、前記第２の直流
電源の出力電圧を前記所定電圧まで昇圧させるものであ
る。

【００２６】請求項７記載の発明は、請求項６記載の発
明の構成に加え、前記第２の直流電源と前記昇圧手段と
によって電源ユニットを構成して装置本体とは別体に、
且つ装置本体に対して着脱自在に設けられるものであ
る。

【００２７】従って、請求項１記載の発明によれば、第
１の直流電源の出力電圧が低下して所定電圧となるまで
は第１の直流電源によって負荷に電力を供給し、所定電
圧となった後は、低負荷時に、第２の直流電源によって
負荷に電力を供給しつつ、昇圧手段の作用によって第２
の直流電源の電力を第１の直流電源に充電することがで
きると共に、高負荷時に、第２の直流電源による負荷へ
の電力供給を維持しつつ、第１の直流電源より流れる電
流は第２の直流電源より流れる電流より大きくなるので
低負荷時に充電された第１の直流電源の電力も負荷に供
給することができる。請求項２記載の発明によれば、高
負荷時に第１の直流電源より流れる電流を第２の直流電
源より流れる電流より大きくする度合いを高めることが
できるので、より第２の直流電源の消耗を防ぐことがで
きる。請求項３記載の発明によれば、直流抵抗にリアク
タンス成分をもたせることにより、昇圧手段によって発
生するリップル成分をも除去することができる。

【００２８】請求項４記載の発明によれば、充電電力が
使い果たされる直前の状態において、出力電圧が充電電
力に応じて急激に変化する特性を有する第１の直流電源
を用いるので、第２の直流電源に切り換えるときに第１
の直流電源の充電電力をほぼ完全に使い果たすことがで
きると共に、低負荷時の時間が短い場合であっても、瞬
時に第１の直流電源の出力電圧をあげることができる。

【００２９】請求項５記載の発明によれば、昇圧手段に
よって昇圧された電圧及び第１の直流電源からの電圧を
負荷が要する負荷電圧よりも高くすることにより、負荷
の設定電圧にするための電圧変換手段を降圧変換手段で
構成することができる。

【００３０】請求項６記載の発明によれば、ピックアッ
プの休止時に、第２の直流電源によってピックアップを
駆動する駆動回路に電力を供給しつつ、昇圧手段の作用
によって第２の直流電源の電力を第１の直流電源に充電
することができると共に、高負荷時に、第２の直流電源
によるピックアップを駆動する駆動回路への電力供給を
維持しつつ、直流抵抗等の作用によって第１の直流電源
より流れる電流を第２の直流電源より流れる電流より大
きくして低負荷時に充電された第１の直流電源の電力も
ピックアップを駆動する駆動回路に供給することができ
る。

【００３１】請求項７記載の発明によれば、装置本体に
対して着脱自在な電源ユニットを設ける場合において、
その電源ユニットを第２の直流電源と昇圧手段とによっ
て構成することにより、電源ユニットから負荷までの引
き回しの間の電流値を低くすることができる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００３３】図１は本発明の一実施の形態であるディス
ク装置の電気的構成を示す概略機能ブロック図、図２は
同ディスク装置に用いられる電源ユニットの外観を示す
外観斜視図であり、（ａ）は電池装着前の状態、（ｂ）
は電池装着時の状態をそれぞれ示すものである。図３は
同電源ユニットを装置本体に接続するときの状態を示す
外観斜視図、図４は同ディスク装置において用いられる
充電池の出力電圧と充放電力との関係を示す特性図、図
５は同ディスク装置に満充電の充電池と乾電池とを接続
した状態においてデータ記録を連続して行ったときの時
間と充電池及び乾電池の電圧との関係を示す特性図、図
６は同ディスク装置に満充電の充電池と乾電池とを接続
した状態においてデータ再生を連続して行ったときの時
間と充電池及び乾電池の電圧との関係を示す特性図であ
る。

【００３４】以下、本発明の一実施の形態であるディス
ク装置を図１乃至図６に基づいて説明する。尚、図１乃
至図３において図７乃至図９と共通する部分には共通の
符号を付し、その説明については省略する。

【００３５】図１において、１１はアップ型ＤＣ／ＤＣ
コンバータによって構成される昇圧回路であって、乾電
池６ａからの出力電圧を３．４Ｖに昇圧するものであ
り、出力端子に３．４Ｖ以上の電圧がかかると昇圧動作
が停止されるようになっている。１２は０．５Ωの直流
抵抗と１０μＨのインダクタンスを有するチョークコイ
ルであり、その直流抵抗によって昇圧回路１１の出力の
電圧降下を行うと共にリアクタンス成分によって昇圧回
路１１によって発生するリップルを吸収するものであ
る。そして、これら昇圧回路１１及びチョークコイル１
２は乾電池ケースＡに収容され、図２に示すように、こ
の乾電池ケースＡには１本の乾電池６ａが収納された
後、図３に示すように、収納された乾電池ケースＡの雄
端子と装置本体Ｂの雌端子をフィットさせ、その後に回
転ネジを回転させることによってチョークコイル１２と
装置本体の回路部とが電気的に結ばれるようになってい
るため、乾電池６ａから昇圧回路１１の出力部までの抵
抗が小さくなり、且つその電力ロスが抑えられると共
に、昇圧回路１１から負荷までの引き回し回路の抵抗に
よる電力ロスも電流値の低下によって抑えられるように
なっており、又乾電池６ａと昇圧回路１１とチョークコ
イル１２とを１つの回路としたときの総抵抗は、特にチ
ョークコイル１２の直流抵抗の影響によって充電池６ｂ
の総抵抗よりも大きい値となっている。

【００３６】１３はＡＣアダプタ６ｃが逆極性で接続さ
れた場合の逆接続防止と充電池６ｂからの電流の流れ込
みを防止するダイオードであり、このダイオード１３の
出力側と充電池６ｂの出力側とチョークコイル１２の出
力側とはそれぞれ接続されている。

【００３７】１４ａはチョークコイル１２と昇圧回路１
１とを介した乾電池６ａからの出力、充電池６ｂからの
出力、又はダイオード１３を介したＡＣアダプタ６ｃか
らの出力を２．５Ｖに降圧させた後、マイコン３を除く
２．５Ｖの電圧を必要とする回路部に供給する第１降圧
回路、１４ｂはチョークコイル１２と昇圧回路１１とを
介した乾電池６ａからの出力、充電池６ｂからの出力、
又はダイオード１３を介したＡＣアダプタ６ｃからの出
力を２．８Ｖに降圧させた後、マイコン３を除く２．８
Ｖの電圧を必要とする回路部に供給する第２降圧回路、
１５はチョークコイル１２と昇圧回路１１とを介した乾
電池６ａからの出力、充電池６ｂからの出力、又はダイ
オード１３を介したＡＣアダプタ６ｃからの出力を２．
５Ｖに降圧させた後、マイコン３に供給する第３降圧回
路であり、これら第１降圧回路１４ａ、第２降圧回路１
４ｂ、及び第３降圧回路１５は、コスト単価が低く電力
ロスも少ないダウン型ＤＣ／ＤＣコンバータによって構
成されている。これは、乾電池６ａの出力を昇圧回路１
１にて昇圧することによって、使用する乾電池の本数が
わずか１本にもかかわらず全ての電源の出力電圧が上記
３つの電圧変換回路１４ａ，１４ｂ，１５の設定出力電
圧より上回ることができたからである。

【００３８】尚、乾電池６ａ、充電池６ｂ、及びＡＣア
ダプタ６ｃの使用電圧範囲は、乾電池６ａでは０．６Ｖ
〜１．５Ｖ、充電池６ｂでは３．０Ｖ〜４．１Ｖ、ＡＣ
アダプタ６ｃでは３．８Ｖ〜５．５Ｖであり、充電池６
ｂは、図４に示すように、充電電力の容量が満杯状態に
あるときに出力電圧が４．１Ｖであり、容量の減少によ
って徐々に出力電圧が低下し、その後、残容量が約１〜
３％になったとき、電圧降下の勾配が急に大きくなるよ
うな充放電特性を有しており、残容量が約１〜３％にな
る前は昇圧回路１１の出力電圧よりも充電池６ｂの出力
電圧の方が若干高く、平均出力電圧は３．６Ｖと考えて
よい。

【００３９】又、乾電池６ａ、充電池６ｂ、ＡＣアダプ
タ６ｃからマイコン３に直接出力電圧値のデータが送ら
れ、マイコン３によってそれぞれの出力電圧が測定され
ると共に、その測定データとあらかじめ設定された警告
用設定値及び寿命判定用設定値と比較し警告表示を行っ
たり記録もしくは再生のモード停止を行う指令が発せら
れるように構成されている。

【００４０】以上が本発明の一実施の形態であるディス
ク装置の構成であるが、ここで重要なことは、高コスト
で大きな電力ロスを発生する電源切換用のスイッチ、並
びに電力ロスの大きい昇降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータを
使用していないことがあげられる。

【００４１】次に、上記のように構成されたディスク装
置におけるデータ記録時の動作について説明する。

【００４２】図示しないスタートキー（電源キー）が操
作されると、電源のいずれかの電力が第３降圧回路１５
を立ち上がらせ、これによってマイコン３が立ち上が
る。そして、マイコン３が立ち上がると所定の手順にて
フォーカスサーボやトラッキングサーボの自動調整及び
ＴＯＣの読み込みが行われ、操作者による次の操作を待
った状態となる。このとき、マイコン３を立ち上がらせ
る電源は、装着されている電源がなにであるかにより決
定され、装着された電源の出力電圧の一番高いものがデ
ィスク装置の電源となる。

【００４３】従って、ＡＣアダプタ６ｃが装着されてい
る場合は必然的にＡＣアダプタ６ｃが電源となり、この
とき、充電池６ｂも装着されている場合には、充電池６
ｂの出力電圧が４．１ｖを下回っているときに、装置側
だけでなく充電池６ｂにも出力され、充電池６ｂの充電
が行われる一方、充電池６ｂの出力電圧が４．１ｖであ
るときはＡＣアダプタ６ｃの出力は装置側のみとなる。
尚、上述した使用電圧範囲の数値からみるとＡＣアダプ
タ６ｃの出力電圧が充電池６ｂの出力電圧より低くなる
場合があるように見うけられるが、ＡＣアダプタ６ｃの
出力電圧が低くなったとき充電池６ｂの出力電圧はさら
に低くなるため、ＡＣアダプタ６ｃが装着されている状
態において充電池６ｂが電源になることは通常ない。

【００４４】又、ＡＣアダプタ６ｃが装着されておら
ず、且つ充電池６ｂ及び乾電池６ａが装着されていると
きは、充電池６ｂの出力電圧が乾電池６ａの昇圧回路１
１からの昇圧電圧３．４Ｖよりも大きいとき充電池６ｂ
が電源となり、小さいとき乾電池６ａが電源になると共
に、乾電池６ａの出力は装置側だけでなく充電池６ｂに
も出力され、充電池６ｂの充電が行われ、その後、充電
池６ｂの出力電圧が３．４Ｖ近傍の電圧まで充電された
とき乾電池６ａと充電池６ｂの両者が電源となる。

【００４５】一方、マイコン３が立ち上がってフォーカ
スサーボやトラッキングサーボの自動調整やＴＯＣの読
み込みが行われた状態において、図示しない記録キーが
操作され記録動作が開始されると、入力端子からアナロ
グのオーディオ信号が信号変換回路４に入力されてＡ／
Ｄ変換され、信号処理回路２にて約１／４に圧縮された
後、その圧縮信号がメモリ２ａに格納され、その後、メ
モリ２ａに格納された圧縮信号はメモリ２ａの格納量に
応じて適宜磁気ヘッド及びピックアップから磁界変調さ
れた記録信号がディスクに記録される。このとき、記録
再生手段１を構成するピックアップは図示しないディス
クの記録部をキューリー点以上に温度上昇させる必要が
あり電源部に高負荷がかかる。

【００４６】そして、上述したように１／４に圧縮して
記録することからピックアップや磁気ヘッドは作動する
必要のない時間ができる。つまり、ピックアップが１秒
間作動したとすると３秒間休止することになり、この休
止期間においては、ピックアップのレーザー照射を停止
すると共に、ピックアップのサーボ回路や駆動回路も休
止せしめることによって省電力化が行われ、例えば、デ
ータ記録時におけるピックアップ作動時の消費電力は８
００ｍＷとなるのに対してピックアップ非作動時の消費
電力は２００ｍＷとなり、このことから、高負荷と低負
荷が交互に電源回路にかかることになる。因に、データ
再生時におけるピックアップ作動時の消費電力は６００
ｍＷであるのに対してピックアップ非作動時の消費電力
は２００ｍＷである。

【００４７】そして、このようなデータ記録時におい
て、ＡＣアダプタが装着されていない場合であって、乾
電池６ａ又は充電池６ｂの両方が装着されているときに
は、充電池６ｂの出力電圧が昇圧回路３．４Ｖより高い
とき、充電池６ｂが電源となり、その後、ピックアップ
作動時の高負荷とピックアップ非作動時の低負荷とが交
互に充電池６ｂにかかって、充電電力が消費されて充電
池６ｂの容量が少なくなり、昇圧回路１１の昇圧電圧
３．４Ｖより低くなったとき、昇圧回路１１が作動して
乾電池６ａが電源となり、昇圧回路１１によって３．４
Ｖに昇圧された電力がチョークコイル１２を介して各降
圧回路１４ａ，１４ｂ，１５に供給されると共に、チョ
ークコイル１２の出力部の電圧が充電池６ｂの出力電圧
より高いときに充電池６ｂへも電流が流れ、乾電池６ａ
の電力が充電池６ｂに充電されることになる。そして、
この充電池６ｂに充電された電力は、ピックアップが作
動状態となって高負荷となったとき、昇圧回路１１によ
って３．４Ｖに昇圧された乾電池６ａからの電力と共に
各降圧回路１４ａ，１４ｂ，１５に供給される。

【００４８】尚、データ記録時において、ＡＣアダプタ
が装着されていない場合であって、乾電池６ａ又は充電
池６ｂの何れか一方のみが装着されているときには、そ
の装着されている乾電池６ａ又は充電池６ｂが電源とな
り、又ＡＣアダプタ６ｃが装着されている場合には、他
の電源が装着されていようとなかろうとＡＣアダプタ６
ｃが電源となり、このとき、停電になったりＡＣアダプ
タ６ｃが引き抜かれたとしても、電源切換用スイッチを
設けていないため、他の電源が即時電源になることから
マイコン３がハングアップしたりデッドになることはな
い。

【００４９】一方、乾電池６ａと充電池６ｂの両方を用
いて電源供給を行うときには、以下の点がポイントとな
る。

【００５０】第１のポイントは、乾電池６ａと充電池６
ｂが両方装着された状態で乾電池６ａが電源として使用
されるのは、充電池６ｂの容量がほとんど無い状態のと
きであるということである。前述したように充電池６ｂ
の容量がほとんど無い状態では容量と出力電圧の関係は
急勾配になっているため、少しでも放電すると出力電圧
はすぐに低下し、逆に少しでも充電されるとすぐに出力
電圧があがるということである。

【００５１】第２のポイントは、乾電池６ａ，昇圧回路
１１，チョークコイル１２を１つの回路と考えた場合に
おいて、その回路の総抵抗と充電池６ｂ側の総抵抗とを
比較すると乾電池６ａ側の総抵抗が大きいということで
ある。この目的のためにチョークコイル１２が設けら
れ、直流抵抗分を利用している。

【００５２】第３のポイントは乾電池６ａの内部抵抗が
増大しいかに出力電圧が低下しようとも３．４Ｖまで昇
圧しようとすることである。

【００５３】今、ピックアップが作動状態となって高負
荷状態であったとすると、第２のポイントで述べた通り
乾電池６ａ側の抵抗が充電池６ｂ側の抵抗より大きいた
め、充電池６ｂ側から流れる電流値は乾電池側６ａより
も大きく、それに伴って、充電池６ｂ側がより多く負担
することになり、このことは、高負荷になればなるほど
顕著にあらわれる。従って、このとき負荷が増えても乾
電池６ａ側の負担はあまり増えず、増えた分の多くは充
電池６ｂ側で負担することになる。

【００５４】つまり、高負荷時は乾電池６ａと充電池６
ｂの両方が電源となり、低負荷時になっても乾電池側６
ａは電源として出力し続ける一方、充電池６ｂは先ほど
の高負荷時において放電して容量が少なくなるため、出
力電圧が低下している。このとき、乾電池６ａは内部抵
抗が増え出力電圧が低下するが、第３のポイントでのべ
たように昇圧回路１１によって３．４Ｖまで昇圧されて
おり、低負荷であるから電流値は低く、チョークコイル
１２での電圧降下も低く、チョークコイル１２の出力部
の電位は充電池６ｂより高いため、充電池６ｂは出力電
圧が３．４Ｖ近傍になるまで充電されることになる。
尚、昇圧回路１１による昇圧は電池が寿命に達するまで
続けられる。

【００５５】即ち、低負荷時においては、乾電池６ａは
装置側への電源でありつづけるとともに、充電池６ｂを
充電させ、高負荷時になったとき、充電池６ｂがもとの
状態に復帰しているから先ほどの高負荷時の動作を繰り
返すことになる。

【００５６】以上が乾電池６ａが充電池６ｂをともなっ
て電源の役割をはたすときのメカニズムであり、このと
きの重要な点を以下に述べる。

【００５７】１．充電池６ｂの内部抵抗による電力ロス
が乾電池６ａそのものの内部抵抗による電力ロスよりは
るかに小さい点にある。即ち、低負荷時に乾電池６ａの
電力が充電池６ｂに貯えられ、高負荷時にその貯えられ
た電力が消費されるが、このときの出力電圧は乾電池６
ａよりも充電池６ｂのほうが２倍以上大きいので同じ電
力を供給する場合には電流が１／２以下で済むため、充
電池６ｂから出力されるときの内部抵抗による電力ロス
は乾電池６ａのそれに比べるとかなり小さくなる。一
方、高負荷時での乾電池６ａの電流は大きく増えること
はなく、高負荷時に内部抵抗によるための電力ロスが大
きく増えることはない。つまり、高負荷時には高負荷に
見合う電力ロスを発生するのではなく、低負荷時の負荷
による内部抵抗による電力ロスより若干量増えただけの
電力ロスを発生し続けることになる。これに対して、充
電池６ｂをともなわずに乾電池６ａだけが電源となると
きにおいては、高負荷をまともに乾電池６ａが負担する
ことになるため、乾電池６ａ内部に大電流が流れ電力ロ
スが非常に大きくなり、これによって、高負荷時に内部
抵抗の増大する割合が上記に比してはるかに高くなるた
め、電力ロスが大きくなる。よって、相乗的に寿命が短
くなるように作用する。

【００５８】２．高負荷時に充電池６ｂからも電力供給
させることによって、乾電池６ａにかかる負荷が小さく
なることとなり、寿命電圧を低くすることができる。こ
れに対して、充電池６ｂをともなわずに単独で乾電池６
ａが電源となる場合、乾電池に高負荷がかかるから寿命
電圧を下げることはできない。

【００５９】以上の２点が寿命時間を大幅に長くするこ
とができた大きな理由であり、乾電池６ａの単独電源で
の連続データ記録の寿命時間が約１時間弱であるのに対
して、充電池６ｂを伴っての乾電池６ａでの連続データ
記録の寿命時間が約３時間と実質３倍以上の長寿化を図
ることができた。又、図５は満充電の充電池６ｂと乾電
池６ａとを装着してデータ記録を連続して行ったときの
電圧と時間との関係を示した特性図であり、この特性図
から分かるように、満充電の充電池６ｂと乾電池６ａと
を装着した場合には、約７時間を少し経過してから充電
池６ｂの出力電圧が低下し始め、約７．５時間経過した
ときに乾電池６ａの放電が開始され、その後、充電池６
ｂの低負荷時の充電及び高負荷時の放電を伴って乾電池
６ａは放電を続け、約１１時間経過したときに乾電池６
ａの寿命が尽きる訳であるが、約１１時間と非常に長い
時間の連続データ記録を行うことができた。因に、乾電
池６ａが放電を始めてから寿命に達するまでの時間は３
時間であるのに対して、充電池６ｂを伴わず乾電池１本
で連続データ記録したときの寿命に達するまでの時間は
１時間であり、寿命時間を約３倍に引き伸ばすことがで
きた。

【００６０】以上、記録時の電源回路の動作を中心に述
べてきたが、再生時についても電源回路は同様の動作を
行う。そして、満充電の充電池６ｂと乾電池６ａとを装
着してデータ再生を連続して行ったときは、図６に示す
ように、約１１時間経過する少し前から充電池６ｂの出
力電圧が低下し始め、約１２時間経過する少し前で乾電
池６ａの放電が開始され、その後、充電池６ｂの低負荷
時の充電及び高負荷時の放電を伴って乾電池６ａは放電
を続け、約２２時間経過したときに乾電池６ａの寿命が
尽きる訳であるが、約２２時間と非常に長い時間の連続
データ再生を行うことができた。

【００６１】因に、乾電池６ａが放電を始めてから寿命
に達するまでの時間は１０．４時間であるのに対して、
充電池６ｂを伴わず乾電池１本で連続再生したときの寿
命に達するまでの時間は８時間であり、寿命時間を約
１．３倍に引き伸ばすことができた。このような結果か
らも明らかなように、高負荷時の負荷が大きければ大き
いほど、乾電池６ａの寿命時間を延ばす効果が大きいこ
とが分かる。

【００６２】尚、本実施の形態では、充電機能を有する
第１の直流電源を充電池６ｂとし、第１の直流電源より
も高い内部抵抗を有する第２の直流電源を乾電池６ａと
して説明したが、これに限定されるものではなく、第１
の直流電源としては充電機能を有するものであれば如何
なるものであっても良く、又第２の直流電源としては充
電可能タイプの乾電池や他の一次電池であっても良く、
ひいては単なる直流電源であってもよい。

【００６３】又、本実施の形態では、ピックアップの作
動と休止を繰り返すことによってデータ記録やデータ再
生を行うディスク装置を例にあげて説明したが、このピ
ックアップの作動と休止を繰り返しは定期的なものでな
くても良く、又このようなディスク装置に限定するもの
でもなく、消費電力が大きく変動する負荷を有する機器
であれば、如何なる機器であっても適用することができ
ることは言うまでもない。

【００６４】

【発明の効果】以上のように、請求項１又は請求項６記
載の発明によれば、負荷に供給する電力は基本的にすべ
て第２の直流電源からではあるが、第１の直流電源から
供給する電力は内部抵抗の低い電源から供給される電力
であり、その電力供給での電力ロスは第１の直流電源を
利用することなく第２の直流電源単独で電力供給すると
きの電力ロスよりはるかに少なくなり、大幅な電源効率
の改善が図ることができると共に、高負荷時には第１の
直流電源からも第２の直流電源からも電力供給すること
になるから、第２の直流電源の高負荷時における負担度
が第２の直流電源の単独電源の高負荷時における負担度
よりもはるかに小さくなり、寿命電圧の設定値をずっと
低くすることができるため、第２の直流電源にまだ多く
の電力があるにも拘わらず取り換えざるをえなかったよ
うな事態を避けることができ、第２の直流電源の寿命時
間を長くすることができる。

【００６５】又、スイッチによって電源を切り換えるこ
となく、負荷への電力供給を行うことができるため、使
用中にある電源が突然引き抜かれる等して急に電力供給
が不能となった場合において、次に予定される電源が寿
命電圧ぎりぎりであったとしても、マイコンのハングア
ップを引き起こすことがなく、更に非常に高価なパワー
ＭＯＳＦＥＴスイッチを必要としないことから、電源回
路のコスト上昇を抑制することができると共に、電源回
路の省電力化を図ることができる。請求項２記載の発明
によれば、高負荷時に第１の直流電源より流れる電流を
第２の直流電源より流れる電流より大きくする度合いを
高めることができるので、より第２の直流電源の消耗を
防ぐことができる。

【００６６】請求項３記載の発明によれば、一つの部品
構成によって高負荷時における第１の直流電源の負担率
と、第１の直流電源の出力電圧を昇圧した際に生じるリ
ップル成分の除去とを行うことができるため、電源回路
のコスト低減及び省スペース化を図ることができる。

【００６７】請求項４記載の発明によれば、第２の直流
電源に切り換えるときに第１の直流電源の充電電力をほ
ぼ完全に使い果たすことができると共に、低負荷時の時
間が短かい場合であっても、瞬時に第１の直流電源の出
力電圧をあげることができるため、第１の直流電源に充
電された電力の無駄遣いを防ぐことができると共に、高
負荷と低負荷の繰り返し時間間隔が短いものであっても
良好に用いることができる。

【００６８】請求項５記載の発明によれば、負荷の設定
電圧にするための電圧変換回路を降圧回路で構成するこ
とができるため、昇降圧回路を用いることなく電源回路
を構成することができ、電源回路の省電力化を図ること
ができる。

【００６９】請求項７記載の発明によれば、電源ユニッ
トから負荷までの引き回しの間の電流値を低くすること
ができるため、電源ユニットから負荷までの引き回しの
間に生じる電力ロスの発生を抑制し、電流の高い部分で
の電力ロスを減らすことができ、電源ユニットを用いた
場合において第２の直流電源の寿命時間が短くなるとい
ったことを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態であるディスク装置の電
気的構成を示す概略機能ブロック図である。

【図２】同ディスク装置に用いられる電源ユニットの外
観を示す外観斜視図であり、（ａ）は電池装着前の状
態、（ｂ）は電池装着時の状態をそれぞれ示すものであ
る。

【図３】同電源ユニットを装置本体に接続するときの状
態を示す外観斜視図である。

【図４】同ディスク装置において用いられる充電池の出
力電圧と充放電電力との関係を示す特性図である。

【図５】同ディスク装置に満充電の充電池と乾電池とを
接続した状態においてデータ再生を連続して行ったとき
の時間と充電池及び乾電池の電圧との関係を示す特性図
である。

【図６】同ディスク装置に満充電の充電池と乾電池とを
接続した状態においてデータ記録を連続して行ったとき
の時間と充電池及び乾電池の電圧との関係を示す特性図
である。

【図７】従来例であるディスク装置の電気的構成を示す
概略機能ブロック図である。

【図８】同ディスク装置に用いられる電源ユニットの外
観を示す外観斜視図であり、（ａ）は電池装着前の状
態、（ｂ）は電池装着時の状態をそれぞれ示すものであ
る。

【図９】同電源ユニットを装置本体に接続するときの状
態を示す外観斜視図である。

【符号の説明】

１ 記録再生手段 ２ 信号処理回路 ２ａ メモリ ３ マイコン ４ 信号変換回路 ６ａ 乾電池 ６ｂ 充電池 ６ｃ ＡＣアダプタ １１ 昇圧回路 １２ チョークコイル １３ ダイオード １４ａ 第１降圧回路 １４ｂ 第２降圧回路 １５ 第３降圧回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−245398（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−26789（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−81938（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−113181（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−95634（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−128950（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−95732（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−233717（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−96744（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02J 7/34 H02J 9/06 503 H02J 1/00 G11B 33/00

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 充電機能を有する第１の直流電源と、前
   記第１の直流電源の内部抵抗よりも高い内部抵抗を有す
   る第２の直流電源とを備え、消費電力が大きく変動する
   負荷に電力を供給する電源回路において、 前記第２の直流電源の出力電圧を昇圧させる昇圧手段を
   設け、 前記昇圧手段と前記負荷との接続点に前記第１の直流電
   源を接続する一方、前記第１の直流電源は、前記負荷が要する電圧よりも高
   い電圧供給能力を有し、 前記昇圧手段は前記第１の直流電源の出力電圧が低下し
   て通常の平均出力より若干低い所定電圧となったとき作
   動し、 前記第２の直流電源の出力電圧を前記所定電圧まで昇圧
   させる ことを特徴とする電源回路。
2. 【請求項２】 前記電源回路は、前記昇圧手段と前記負
   荷との間に直流抵抗を設け、前記直流抵抗と前記負荷と
   の接続点に前記第１の直流電源を接続することを特徴と
   する請求１記載の項電源回路。
3. 【請求項３】 前記直流抵抗は、直流抵抗を有するコイ
   ルによって構成されたことを特徴とする請求項２記載の
   電源回路。
4. 【請求項４】 前記第１の直流電源が、充電電力が使い
   果たされる直前の状態において、出力電圧が充電電力に
   応じて急激に変化する特性を有し、 前記通常の平均出力より若干低い所定電圧とは、前記第
   １の直流電源の充電電力が使い果たされる直前の状態に
   ある電圧であることを特徴とする請求項１乃至３の何れ
   かに記載の電源回路。
5. 【請求項５】 前記昇圧手段は、前記第２の直流電源の
   出力電圧を前記負荷が要する電圧よりも高い電圧に昇圧
   することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の
   電源回路。
6. 【請求項６】 ピックアップの作動と休止を繰り返すこ
   とによって、ディスク上へのデータ記録又はディスク上
   からのデータ再生を行うディスク装置において、 充電機能を有する第１の直流電源と、前記第１の直流電
   源の内部抵抗よりも高い内部抵抗を有する第２の直流電
   源と、前記第２の直流電源の出力電圧を昇圧させる昇圧
   手段とを設けると共に、前記昇圧手段と前記ピックアッ
   プを駆動する駆動回路との間に直流抵抗を設け、 前記直流抵抗と前記ピックアップを駆動する駆動回路と
   の接続点に前記第１の直流電源を接続する一方、前記第１の直流電源は、前記駆動回路が要する電圧より
   も高い電圧供給能力を有し、 前記昇圧手段は前記第１の直流電源の出力電圧が低下し
   て通常の平均出力より若干低い所定電圧となったとき作
   動し、 前記第２の直流電源の出力電圧を前記所定電圧まで昇圧
   させる ことを特徴とするディスク装置。
7. 【請求項７】 前記第２の直流電源と前記昇圧手段とに
   よって電源ユニットを構成して装置本体とは別体に、且
   つ装置本体に対して着脱自在に設けられることを特徴と
   する請求項６記載のディスク装置。