JP3589834B2 - 無線通信機の送信電力制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、リチウムイオン2次電池を使用した無線通信機の送信電力制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、電池を使用した携帯電話機の送信電力制御装置として、特開平7−273721号公報に示すものが知られている。以下、図2により従来における携帯電話機の送信電力制御装置について説明する。
【0003】
図2において、21は携帯電話機に搭載される電池、22は電池21の電圧及び電流を検出し、その電圧及び電流をディジタル信号に変換するA−D変換器、23はA−D変換器22からのディジタル信号に基づいて電池21の消費電流を積算して電池21の消耗度を計算するCPU、24は出力増幅器25の消費電流及び送信電力を制御するバイアス電圧電源装置である。
【0004】
上記のように構成された携帯電話機の送信電力制御装置において、CPU23はA−D変換器22からのディジタル信号に基づいて電池21の消費電流を積算して電池21の消耗度を計算し、この計算結果から得られる電池21の残容量によりバイアス電圧電源装置24を制御して出力増幅器25の出力を調整する。従って、電池21の容量が低下した時はそれに応じて送信出力が抑えられるので、出力時に消費電流が急激に増加するのが抑制され、携帯電話の通話時間も延長できる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の送信電力制御装置では、A−D変換器22とCPU23及びバイアス電圧電源装置24を介して出力増幅器25の出力を調整するものであるため、送信時の瞬間的な電圧降下には追従できず、その結果、電池電圧が電池終止電圧以下になることを抑制できず、電池が劣化してしまう問題がある。特にリチウムイオン電池は、ニッケルカドミウム2次電池やニッケル水素2次電池に比べ、パルス的に過放電や過充電にも弱く、それらは電池寿命に悪影響を及ぼす。また、低温下では常温下に比べ、電池の内部抵抗が非常に大きくなり、例え電池残容量が十分にあったとしても、送信した瞬間に電池電圧が電池終止電圧以下まで下がってしまい、過放電を起こす問題がある。
【0006】
本発明は、上記のような従来の問題を解決するもので、送信時に2次電池の残容量が低下していたり、2次電池が低温下にあっても2次電池の電圧が常に電池終止電圧以下にならないように送信出力を制御できるようにした無線通信機の送信電力制御装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の2次電池を使用した無線通信機の送信電力制御装置は、2次電池の電圧を検出する電池電圧検出部と、前記電池電圧検出部の検出電圧と所定の送信出力モード切り替え電圧とを比較し該比較結果から送信パワーダウンモードに入るための送信出力モード切り替え信号を発生させる送信出力モード切り替え信号発生部と、前記送信出力モード切り替え信号発生部からの送信出力モード切り替え信号により送信パワーダウンモードと通常モードに切り替える送信出力モード切り替え部と、前記送信パワーダウンモードに入った時に前記2次電池の電圧と送信パワーダウンモード用基準電圧とを比較し増幅する比較増幅部と、前記通常モード時に送信出力制御を行う自動送信出力制御部と、前記自動送信出力制御部もしくは前記比較増幅部から出力される制御電圧により送信出力や消費電流が変えられる高周波高出力電力増幅器とを備えるものである。
【0008】
本発明によれば、通常モード時に前記2次電池の電圧が前記送信出力モード切り替え信号電圧以下になった時、前記送信出力モード切り替え信号発生部から前記送信出力モード切り替え部にモード切り替え信号を入力して前記送信出力モード切り替え部を送信パワーダウンモードに切り替え、これにより、前記比較増幅部が前記高周波高出力電力増幅器の制御電圧を自動的に制御し、前記高周波高出力電力増幅器の消費電流を制御することで前記2次電池の残容量低下時もしくは低温時の送信であっても送信による瞬間的な電圧降下が引き起こす過放電による2次電池の劣化を防止することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項1に記載の発明は、2次電池を電源として動作する無線通信機の送信電力制御装置であって、前記2次電池の電圧を検出する電池電圧検出部と、前記電池電圧検出部の検出電圧と所定の送信出力モード切り替え電圧とを比較し該比較結果から送信パワーダウンモードに入るための送信出力モード切り替え信号を発生させる送信出力モード切り替え信号発生部と、前記送信出力モード切り替え信号発生部からの送信出力モード切り替え信号により送信パワーダウンモードと通常モードに切り替える送信出力モード切り替え部と、前記送信パワーダウンモードに入った時に前記2次電池の電圧と送信パワーダウンモード用基準電圧とを比較し増幅する比較増幅部と、前記通常モード時に送信出力制御を行う自動送信出力制御部と、前記自動送信出力制御部もしくは前記比較増幅部から出力される制御電圧により送信出力や消費電流が変えられる高周波高出力電力増幅器とを備えるものであり、通常モード時に前記2次電池の電圧が前記送信出力モード切り替え信号電圧以下になった時、前記送信出力モード切り替え信号発生部から前記送信出力モード切り替え部にモード切り替え信号を入力して前記送信出力モード切り替え部を送信パワーダウンモードに切り替え、前記比較増幅部が前記高周波高出力電力増幅器の制御電圧を自動的に制御し、これにより、前記高周波高出力電力増幅器の消費電流を制御することで前記2次電池の残容量低下時もしくは低温時の送信であっても送信による瞬間的な電圧降下が引き起こす過放電による前記2次電池の劣化を防止するという作用を有する。
【0011】
以下、本発明の実施の形態について、図1を用いて説明する。図1は本発明の実施の形態における無線通信機の送信電力制御装置の構成を示す回路図である。
【0012】
図1において、1は携帯無線機の主電源を構成するリチウムイオン2次電池、2はリチウムイオン2次電池1の電圧を検出する電池電圧検出部であり、リチウムイオン2次電池1の出力端子1Aとグランド間に直列に接続した分圧抵抗R4とR5とから構成される。4は電池電圧検出部2の検出電圧と所定の送信出力モード切り替え電圧3とを比較し、瞬間的な入力電圧変化を検出して送信パワーダウンモードに入るための送信出力モード切り替え信号を発生させる送信出力モード切り替え信号発生部であり、演算増幅器OP1から構成される。5は送信出力モード切り替え信号発生部4からの送信出力モード切り替え信号により送信出力部を送信パワーダウンモードと通常モードに切り替える送信出力モード切り替え部であり、トランジスタQ5、Q6と、トランジスタQ5のベース及びベース−エミッタ間にそれぞれ接続した抵抗R6、R7と、トランジスタQ6のベース及びベース−エミッタ間にそれぞれ接続した抵抗R8、R9とから構成される。
【0013】
また、7は送信パワーダウンモードに入った時に電池電圧検出部2で検出したリチウムイオン2次電池1の電圧と送信パワーダウンモード用基準電圧6とを比較し増幅する比較増幅部であり、トランジスタQ3、Q4を対称形に接続した差動増幅器71と、差動増幅器71の差動出力を増幅して後述する高周波高出力電力増幅器9の制御電圧とするトランジスタQ7を備える。差動増幅器71のトランジスタQ3のベースは電池電圧検出部2を構成する分圧抵抗R4とR5との接続点に接続され、このトランジスタQ3のエミッタは共通の安定化抵抗R10を介して送信出力モード切り替え部5のトランジスタQ5のコレクタに接続され、さらに、トランジスタQ3のコレクタは制御電圧用トランジスタQ7のベースに接続されている。また、差動増幅器71のトランジスタQ4のベースには送信パワーダウンモード用基準電圧6が供給され、このトランジスタQ4のエミッタは安定化抵抗R10を介して送信出力モード切り替え部5のトランジスタQ5のコレクタに接続され、さらに、トランジスタQ4のコレクタには抵抗R11を介して定電圧72が供給されている。また、制御電圧用トランジスタQ7のエミッタは定電圧73に接続され、そのコレクタは高周波高出力電力増幅器9の制御端子に接続されている。
【0014】
8は通常モード時に高周波高出力電力増幅器9の送信出力制御を行う自動送信出力制御部であり、通常モード時に電流制限形のAPC(オート・パワー・コントローラ)として動作する。また、この自動送信出力制御部8は、リチウムイオン2次電池1の出力端子1Aに接続された電流検出抵抗R1と、差動増幅器として動作するトランジスタQ1、Q2のエミッタ−ベース間電位差を補償するダイオードD1と、定電流源の機能を持つトランジスタQ2と、リチウムイオン2次電池1の電圧上昇時に送信出力制限をかけるためのダイオードD2と、高周波高出力電力増幅器9の制御端子への過電圧を防ぐための抵抗R2、R3等から構成されている。高周波高出力電力増幅器9は、比較増幅部7から出力される制御電圧により送信出力や消費電流が変えられる構成になっている。
【0015】
なお、トランジスタQ2のベースには、定電圧81供給される構成になっているほか、送信出力モード切り替え部5のトランジスタQ6のコレクタに接続されている。
【0016】
次に、上記のように構成された本実施の形態の動作について説明する。まず、電池電圧検出部2の出力電圧が送信出力モード切り替え電圧3より高い場合は、送信出力モード切り替え信号発生部4の演算増幅器OP1の出力は「L」レベルとなるため、送信出力モード切り替え部5のトランジスタQ5、Q6はオフ状態となり、自動送信出力制御部8が動作し、通常モードで送信電力を制御する。
【0017】
この通常モードにおいて、何らかの原因により高周波高出力電力増幅器9の送信出力が増加すると、自動送信出力制御部8の電流検出抵抗R1に流れる電流が増加し、ダイオードD1の順方向電圧も増加する。ここで、トランジスタQ2は定電流源として働いているので、トランジスタQ1のベースから流れる電流は減少し、トランジスタQ1から抵抗R2へ流れる電流も減少する。その結果、高周波高出力電力増幅器9の制御電圧が下がり、高周波高出力電力増幅器9の送信出力が下がり、抵抗R1を流れる電流も下がるという帰還動作をする。
【0018】
一方、リチウムイオン2次電池1の電圧が下がり、電池電圧検出部2の出力電圧が送信出力モード切り替え電圧3以下になった瞬間に送信出力モード切り替え信号発生部4の演算増幅器OP1の出力は「H」レベルとなるため、送信出力モード切り替え部5のトランジスタQ5、Q6はオン状態となり、自動送信出力制御部8のトランジスタQ2は定電流源として動作しなくなり、自動送信出力制御部8が高周波高出力電力増幅器9から切り離される。これと同時に比較増幅部7の差動増幅器71が動作し、電池電圧検出部2で検出したリチウムイオン2次電池1の電圧と送信パワーダウンモード用基準電圧6とを比較する。そして、電池電圧検出部2の検出電圧が送信パワーダウンモード用基準電圧6よりも低くなると、その差電圧で制御されるトランジスタQ7のコレクタ電圧が下がるため、高周波高出力電力増幅器9への制御電圧が下がり、高周波高出力電力増幅器9の送信出力も下がり、高周波高出力電力増幅器9の消費電流が減少する。このため、リチウムイオン2次電池1の電圧降下が減少し、電池電圧検出部2の出力電圧は上昇する。
【0019】
このように送信パワーダウン時は、電池電圧検出部2の出力電圧が送信パワーダウンモード用基準電圧6(この基準電圧6は、例えばリチウムイオン2次電池1の終止電圧に設定されている)よりも低くならないような帰還回路として動作する。この回路によって、ある設定電圧よりリチウムイオン2次電池1の電圧が下がらないようにすることができ、過放電によるリチウムイオン2次電池1の劣化を防止することができる。
【0020】
なお、上記実施の形態では、通常モードでの自動送信出力制御部8を電流制限形のAPCで構成した場合について説明したが、本発明はこれに限らず、その他の送信出力制御形のAPCで構成された場合についても同様に実施可能である。
【0021】
また、本発明は、上述したように送信による瞬間的な電圧降下が引き起こす過放電によるリチウムイオン2次電池の劣化防止に限らず、リチウムイオン2次電池の残容量低下時または低温時の送信においても、送信による瞬間的な電圧降下が引き起こす過放電によるリチウムイオン2次電池の劣化を防止できる。
【0022】
また、本発明は、リチウムイオン2次電池に限らず、ニッケルカドミウム2次電池やニッケル水素2次電池などにも適用できることは勿論である。
【0023】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、送信時に2次電池の残容量が低下していたり、2次電池が低温下にあっても2次電池の電圧が常に電池終止電圧以下ならないように送信出力を自動的に制御することにより、過放電による2次電池の劣化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態における無線通信機の送信電力制御装置の構成を示す回路図
【図2】従来の送信部の一例を示すブロック図
【符号の説明】
1 リチウムイオン2次電池
2 電池電圧検出部
3 送信出力モード切り替え電圧
4 送信出力モード切り替え信号発生部
5 送信出力モード切り替え部
6 送信パワーダウンモード用基準電圧
7 比較増幅部
8 自動送信出力制御部
9 高周波高出力電力増幅器
Claims (1)
- 2次電池を電源として動作する無線通信機の送信電力制御装置であって、前記2次電池の電圧を検出する電池電圧検出部と、前記電池電圧検出部の検出電圧と所定の送信出力モード切り替え電圧とを比較し該比較結果から送信パワーダウンモードに入るための送信出力モード切り替え信号を発生させる送信出力モード切り替え信号発生部と、前記送信出力モード切り替え信号発生部からの送信出力モード切り替え信号により送信パワーダウンモードと通常モードに切り替える送信出力モード切り替え部と、前記送信パワーダウンモードに入った時に前記2次電池の電圧と送信パワーダウンモード用基準電圧とを比較し増幅する比較増幅部と、前記通常モード時に送信出力制御を行う自動送信出力制御部と、前記自動送信出力制御部もしくは前記比較増幅部から出力される制御電圧により送信出力や消費電流が変えられる高周波高出力電力増幅器とを備え、
前記通常モード時に前記2次電池の電圧が前記送信出力モード切り替え信号電圧以下になった時前記送信出力モード切り替え信号発生部から前記送信出力モード切り替え部にモード切り替え信号を入力して前記送信出力モード切り替え部を送信パワーダウンモードに切り替え、前記比較増幅部が前記高周波高出力電力増幅器の制御電圧を自動的に制御し、前記高周波高出力電力増幅器の消費電流を制御することで前記2次電池の残容量低下時もしくは低温時の送信であっても送信による瞬間的な電圧降下が引き起こす過放電による前記2次電池の劣化を防止することを特徴とする無線通信機の送信電力制御装置。
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---|---|---|---|
JP19317797A JP3589834B2 (ja) | 1997-07-03 | 1997-07-03 | 無線通信機の送信電力制御装置 |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH1127206A JPH1127206A (ja) | 1999-01-29 |
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JP (1) | JP3589834B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8981917B2 (en) | 2011-10-27 | 2015-03-17 | Denso Corporation | In-vehicle emergency report apparatus |
-
1997
- 1997-07-03 JP JP19317797A patent/JP3589834B2/ja not_active Expired - Fee Related
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US8981917B2 (en) | 2011-10-27 | 2015-03-17 | Denso Corporation | In-vehicle emergency report apparatus |
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