JP3960931B2

JP3960931B2 - Battery drive device and power supply method

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Publication number: JP3960931B2
Application number: JP2003050221A
Authority: JP
Inventors: 康幸橋本
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2003-02-27
Filing date: 2003-02-27
Publication date: 2007-08-15
Anticipated expiration: 2023-02-27
Also published as: JP2004260955A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯型ディスク再生装置、携帯型ディスク記録装置等の電池駆動装置に関するものであり、特に、搭載された電池の電気エネルギーを有効に活用できる電池駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の半導体製造プロセスの進化、とりわけ微細加工技術の進歩により、半導体デバイスとしてデジタル集積回路（ＩＣ）の代表であるプロセッサ等は、益々、微細化され、最小線幅も年ごとに細線化している。そして、この細線化傾向に伴って、デバイスそのものの動作電圧も低電圧化しつつある。携帯型ディスク再生装置や携帯型ディスク記録装置等の電池駆動装置のデジタル系において使用されるデバイスも例外ではなく、低電圧動作するマイクロプロセッサやシグナルプロセッサ等が採用されている。
【０００３】
一方、電池駆動装置のＣＰＵやそのインターフェースには、メモリやレーザーに代表される電子デバイスが使用されており、これらの回路では、そのパフォーマンスを最大限に引き出すため、前記デジタル系において使用されるデジタル集積回路に供給される電圧より高い電圧が必要とされている。
【０００４】
このように、電池駆動装置には、電池電圧よりも高い電圧で動作するデバイスと、電池電圧付近の電圧を使用して動作するデバイスとが混在して実装されており、これらの電源の供給元として、いわゆる昇圧型ＤＣＤＣコンバータを使用し、電池電圧を所望の電圧に上げて所定の回路へ供給している。
【０００５】
また、携帯電話端末において、待ち受け時やプロセッサ等がフルに稼動してない状態では、シリーズ電源より電源供給されるようにし、頻繁にプロセッサ等が作動しているような動作条件になったときには、ＤＣＤＣコンバータから電源供給される形態に切り替える。そして、シリーズ電源からの電源供給時には、ＤＣＤＣコンバータの動作を停止するようにしたものもある。（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−６４６２４号公報（第３−５頁、第１図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電池駆動装置のデジタル集積回路を使用する上で、上述したような従来の昇圧コンバータをそのまま使ったのでは、その昇圧動作に伴って電力の損失が発生する。このことは、昇圧コンバータでは、本来、ＩＣ等のデバイスへ供給されるべき電力が、その供給元で消費されていることを意味しており、電源（例えば、ニッケル水素電池）の持つ電気エネルギーを有効に活用していない、という問題がある。
【０００８】
また、昇圧コンバータを採用した場合、その使用条件によっては、昇圧コンバータで定電圧化する過程で昇圧制御のために消費される電力が、電池駆動装置内のデジタル集積回路で使用される電力に比して無視できなくなる程度に大きくなるというような事態が起こることも少なくない。
【０００９】
また、特許文献１に記載の従来技術では、負荷の電力消費量が大きくなったときに、シリーズ電源からＤＣＤＣコンバータ電源に切り替えることで、シリーズ電源と、シリーズ電源に比して電力損失の少ないＤＣＤＣコンバータ電源との電力損失の差分だけ電力損失を低減することはできるが、ＤＣＤＣコンバータ電源で消費される無駄な電力損失を低減することができないという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記の点に鑑み、電池駆動装置のパワーマネージメントにおいて、電源である電池の有効利用を図り、電池の消耗を抑えることのできる電池駆動装置、及び、電源供給方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、動作状態によって消費電力が異なる負荷部を電池からの電力で駆動させる電池駆動装置において、前記電池の電圧を異なる電圧に変換して前記負荷部に供給する第１の電源供給手段と、前記電池の電圧を直接前記負荷部に供給する第２の電源供給手段と、前記負荷部の前記動作状態を判定する動作状態判定手段と、前記電池の電圧を検出する電池電圧検出手段とを設け、前記動作状態判定手段により判定された前記負荷部の動作状態と前記電池電圧検出手段により検出された前記電池の電圧とに応じて、第１の電源供給手段と第２の電源供給手段とを切り替えて前記負荷部に電源供給するようにしたものである。
【００１２】
このようにすることにより、前記電池から前記負荷部に第２の電源供給手段で電源供給しているときには、前記電池の電圧を変換するための電力損失が生じないので、前記電池の消耗を抑え、前記電池の電気エネルギーを有効に活用できる。また、前記負荷部の消費電力が変化し、前記電池の電圧変動が生じる場合や、前記電池の出力電圧が低下したときには、第１の電源供給手段で電源供給することにより、前記負荷部の電圧スペックに適応した安定した電源を供給することができるので、前記負荷部に安定した動作を行わせることができる。
【００１３】
また、例えば、第１の電源供給手段を、直流入力を電圧の異なる直流出力に変換する自励式または他励式の昇圧コンバータにし、第２の電源供給手段を、前記電池と負荷部とを直結するスイッチにすると、このスイッチを介して電源供給する際には、電圧変換等のための無駄な電力損失が無く、前記電池の出力電圧が低下したときには、昇圧コンバータにより前記電池電圧を昇圧し、前記負荷部の電圧スペックに適応した安定した電圧を供給することができる。
【００１４】
また、例えば、前記昇圧コンバータを、昇圧動作の停止中は直流入力を、この直流入力電圧より低い電圧の直流出力に変換し、昇圧動作中は直流入力を、この直流入力電圧より高い電圧の直流出力に変換する昇圧コンバータにし、前記動作状態判定手段により判定された前記負荷部の動作状態と前記電池電圧検出手段により検出された前記電池の電圧とに応じて、この昇圧コンバータを昇圧動作させる、または、この昇圧コンバータの昇圧動作を停止させるようにすると良い。
【００１５】
このようにすると、前記昇圧コンバータの昇圧動作を停止させた状態で、前記負荷部に電源を供給することができ、この昇圧コンバータを昇圧動作させるための電力が不要となるので、前記電池の消耗を更に抑制することができる。また、前記負荷部に供給される電圧が低くなるので、前記負荷部での消費電力が低減され、電池駆動装置全体としての消費電力が低減され、省電力を図ることができる。
【００１６】
また、例えば、前記動作状態判定手段が前記負荷部の前記動作状態を消費電力の小さい動作状態であると判定し、前記電池電圧検出手段により検出された前記電池の電圧が予め定められた第１の判定電圧より高いときに、前記スイッチを開放するとともに、前記昇圧コンバータの昇圧動作を停止させ、前記動作状態判定手段が前記負荷部の前記動作状態を消費電力の小さい動作状態であると判定し、前記電池電圧検出手段により検出された前記電池の電圧が第１の判定電圧より低く、予め定められた第２の判定電圧より高いとき、または、前記動作状態判定手段が前記負荷部の前記動作状態を消費電力の大きい動作状態であると判定し、前記電池電圧検出手段により検出された前記電池の電圧が予め定められた第３の判定電圧より高いときに、前記スイッチを閉成するとともに、前記昇圧コンバータの昇圧動作を停止させ、前記動作状態判定手段が前記負荷部の前記動作状態を消費電力の小さい動作状態であると判定し、前記電池電圧検出手段により検出された前記電池の電圧が第２の判定電圧より低いとき、または、前記動作状態判定手段が前記負荷部の前記動作状態を消費電力の大きい動作状態であると判定し、前記電池電圧検出手段により検出された前記電池の電圧が第３の判定電圧より低いときに、前記スイッチを開放するとともに、前記昇圧コンバータを昇圧動作させるようにすると良い。
【００１７】
このようにすると、前記電池の電圧変動がなく、且つ、この電池の電圧が前記負荷部の電圧スペックに比して充分高いときは、前記昇圧コンバータの昇圧動作を停止させた状態で、前記負荷部に前記電池電圧より低い電圧を供給することにより、前記昇圧コンバータの昇圧動作に伴う無駄な電力損失を無くし、更に、前記負荷部の消費電力を低減させることができる。
【００１８】
また、前記電池の電圧変動がなく、且つ、この電池の電圧が前記負荷部の電圧スペックと同等程度のとき、または、前記電池の電圧変動があり、且つ、この電池の電圧が前記負荷部の電圧スペックに比して充分高いときは、前記スイッチを閉成することにより電源供給するので、前記昇圧コンバータで消費される電力損失を無くすことができる。
【００１９】
また、前記電池の電圧が前記負荷部の電圧スペックに比して低く、また、前記電池の電圧変動により前記負荷部に供給される電圧が、前記負荷部の電圧スペックより低下して前記負荷部の動作が停止する場合は、前記昇圧コンバータを昇圧動作させ、前記電池の電圧を昇圧した電圧を前記負荷部に安定供給することにより、前記負荷部の安定した動作が図れる。
【００２０】
また、例えば、前記スイッチを開放するとともに、前記昇圧コンバータの昇圧動作を停止させているときに、前記昇圧コンバータを介して前記負荷部に供給される電圧が、前記負荷部の定格電圧より高くなるようにすると、前記昇圧コンバータの昇圧動作により消費される電力を無くすことができるので、省電力になるとともに、前記負荷部の安定した動作を図ることができる。
【００２１】
また、例えば、前記負荷部がディスク再生装置またはディスク記録装置のピックアップ部を有し、前記動作状態判定手段が判定した前記負荷部の前記動作状態が、前記ピックアップ部のピックアップが移動している移動状態、および、移動していない非移動状態であるとすると、前記ピックアップの移動による消費電力の増大で前記電池の電圧変動が発生する場合には、前記昇圧コンバータを昇圧動作させて前記ピックアップ部の電圧スペックに適応した安定した電圧を前記ピックアップ部に供給することができるので、前記ピックアップ部を安定して作動させることができる。また、前記ピックアップが非移動状態で前記電池の電圧が変動しない場合には、前記昇圧コンバータの昇圧動作を停止させた状態で前記ピックアップ部の電圧スペックに適応した電圧を前記ピックアップ部に供給することができるので、前記昇圧コンバータでの電力損失を低減でき、省電力が図れる。
【００２２】
また、例えば、前記負荷部に供給される直流電圧を検出する負荷電圧検出手段を設け、第２の電源供給形態で前記負荷部に電源供給されているときであって、前記負荷電圧検出手段により検出された電圧が所定の電圧より低くなったときに、前記切替制御手段が第１の電源供給形態に切り替えるようにすると良い。このようにすると、前記電池の電圧が前記負荷部に直接供給されているときに、前記電池の電圧が突然低下しても、速やかに第１の電源供給手段に切り替えて安定した電源供給をすることができるので、前記負荷部の安定した動作を図ることができる。
【００２３】
また、例えば、前記負荷部に供給される直流電圧を検出する負荷電圧検出手段を設け、前記スイッチを介して前記負荷部に電源供給されているときであって、前記負荷電圧検出手段により検出された電圧が所定の電圧より低くなったときに、前記昇圧コンバータを昇圧動作させて電源供給すると良い。このようにすると、前記電池の電圧が前記スイッチによって前記負荷部に直接供給されているときに、前記電池の電圧が突然低下しても、速やかに、昇圧コンバータによって、前記負荷部の電圧スペックに適応した安定した電圧の電源供給をすることができるので、前記負荷部の安定した動作を図ることができる。
【００２４】
また、例えば、前記電池電圧検出手段をマイコンのＡＤ変換によるものにすると、第１の電源供給形態と第２の電源供給形態とを切り替えるための前記電池の電圧と予め定められた所定の判定電圧との比較をソフト上で行うことができ、この比較のための回路等が不要となり、また、前記所定の判定電圧の変更が容易になる。
【００２５】
また、例えば、前記スイッチをＮチャンネル型ＭＯＳＦＥＴにすると、Ｎチャンネル型ＭＯＳＦＥＴはオン抵抗が小さいので、このスイッチ部での損失を低減し、前記電池の電圧を低下させることなく前記負荷部に供給できる。また、機械式接点のような機構部を有さないので高寿命である。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態に係るポータブルミニディスク再生装置（以下、ＭＤ再生装置という）の電気的構成を示すブロック図である。
【００３２】
図１において、２０はミニディスク（以下、ＭＤという）であり、磁性膜を有する光磁気ディスク２０ａ（図示せず）と、この光磁気ディスク２０ａを保護するためのカートリッジ２０ｂ（図示せず）とから構成されている。光磁気ディスク２０ａには案内溝が形成されており、この案内溝は、絶対位置情報を示すデータ（ＡＤＩＰ：Address In Pregroove）でＦＭ変調した周波数でウォブリング（蛇行）するように形成されている。
【００３３】
また、図１に示すＭＤ再生装置は、光磁気ディスク２０ａを回転駆動するためのスピンドルモータ１１と、回転する光磁気ディスク２０ａにレーザビームを照射し、このレーザビームが光磁気ディスク２０ａの磁性膜において反射され、戻ってきたビーム中から光磁気信号を読み取り、ＲＦ信号（ＲＦ：Radio Frequency ）を出力するためのピックアップ９と、このピックアップ９を光磁気ディスク２０ａの半径方向に移動させるためのピックアップ移動回路８と、ピックアップ９からのＲＦ信号を適当なレベルまで増幅するためのＲＦアンプ７とを備えている。そして、ＲＦアンプ７からのＲＦ信号はＤＳＰ（デジタル・シグナル・プロセッサ）６に与えられる。
【００３４】
ＤＳＰ６は、ＲＦ信号中からウォブリング周波数を検出することにより情報未記録時においても光磁気ディスク２０ａにおける位置が検出可能なＡＤＩＰデコーダ回路６２と、増幅されたＲＦ信号からＥＦＭ信号（ＥＦＭ：Eight to Fourteen Modulation）を抽出し、ＥＦＭ復調、誤り訂正等を行うＥＦＭデコーダ回路６１と、メモリ５に対するデータの入出力を制御するためのメモリ制御回路６５と、メモリ５から読み出されたデータの伸張を行いデジタルオーディオ信号を出力するためのＡＴＲＡＣデコーダ回路６６と、復元されたデジタルオーディオ信号をアナログ信号に変換するためのＤ／Ａコンバータ６７と、スピンドルモータ１１、ピックアップ移動回路８、および、ピックアップ９をピックアップ・モータ駆動回路１０を介してサーボ制御するためのサーボ制御回路６３と、再生時にピックアップ９が光磁気ディスク２０ａに対し照射するレーザビームのための電気出力（レーザ出力）を制御するためのレーザ出力制御回路６４とから構成されている。
【００３５】
そして、デジタル部６ａ（図示せず）は、ＤＳＰ６を構成する上述した各回路のデジタル制御される部分であり、アナログ・インターフェース部６ｂ（図示せず）は、同じく、ＤＳＰ６を構成する上述した各回路のアナログ制御される部分、及び、ＤＳＰ６の外部に設けられた各回路等とのインターフェース部分である。
【００３６】
また、図１に示すＭＤ再生装置は、このＭＤ再生装置の各回路を制御するためのマイコン１２と、マイコン１２に外部から操作指令を与えるためのキー入力部１４と、このＭＤ再生装置の再生状態等を表示するための表示部１３と、ＤＳＰ６内のＥＦＭデコーダ回路６１の出力を一時的に保持し、振動などによる音飛び等を防止するための１６Ｍビット程度の容量を持つメモリ５と、再生された音声を聞くための外部のヘッドホン１６を駆動するヘッドホン駆動回路１５を備えている。以上説明した各部は図示したように接続されている。
【００３７】
また、図１に示すＭＤ再生装置には、動作用電源としての電池（例えば、定格出力電圧が１．２Ｖのニッケル水素電池）１が搭載されている。そして、電池１に昇圧コンバータ２と昇圧コンバータ３とパススイッチ４とが接続され、昇圧コンバータ２の出力部は、上述したＤＳＰ６のアナログ・インターフェース部６ｂとマイコン１２とＲＦアンプ７に接続され、これらに電池１からの電圧Ｖｂ（約１．０Ｖ〜約１．４５Ｖ）を約２．５Ｖに昇圧したアナログ・インターフェース部用電圧Ｖ６ｂを供給している。また、昇圧コンバータ３及びパススイッチ４の出力部は共に、上述したＤＳＰ６のデジタル部６ａに接続され、後述する電源供給切替処理に従って、マイコン１２からの制御信号によって、昇圧コンバータ３とパススイッチ４とのいずれかを介して、デジタル部６ａを動作させるためのデジタル部用電圧Ｖ６ａが与えられる。尚、デジタル部６ａの動作電圧の定格は約１．２５Ｖである。
【００３８】
次に、このデジタル部６ａに与えられるデジタル部用電圧Ｖ６ａの電源供給切替処理を説明する。図２は、図１に示すＭＤ再生装置の電源供給切替処理部を示したブロック図である。図２において、図１と同一の部分には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。図２において、電池１に昇圧コンバータ３とパススイッチ４とが並列に接続され、昇圧コンバータ３とパススイッチ４の出力は共にＤＳＰ６のデジタル部６ａに接続されている。そして、昇圧コンバータ３にはマイコン１２からの制御信号ＣＴＬ１が入力され、パススイッチ４にはマイコン１２からの制御信号ＣＴＬ２が入力され、昇圧コンバータ３とパススイッチ４のいずれかを介してデジタル部用電圧Ｖ６ａがデジタル部６ａに供給されるように切替制御される。また、マイコン１２は、電池１の出力電圧Ｖｂ（約１．０Ｖ〜約１．４５Ｖ）をＡＤ（アナログ・デジタル）変換して入力するＡＤ変換部（電池電圧検出手段）１７を備えている。また、デジタル部用電圧Ｖ６ａを電圧検出器（負荷電圧検出手段）１８により検出し、この電圧検出器１８の出力が昇圧コンバータ３およびパススイッチ４に入力され、デジタル部用電圧Ｖ６ａが電圧検出器１８に予め設定されている設定電圧より低くなったときに、昇圧コンバータ３を動作させるとともに、パススイッチ４を開放するようになっている。
【００３９】
図３は、図２に示した電源供給切替処理部の具体的回路を示す回路ブロック図である。図３において、図２と同一の部分には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。図３において、電池１の正極側にコイルＬ１の一端が接続され、コイルＬ１の他端がＮチャンネル型MOSFETＴ１のドレインと逆流防止用ダイオードＤ１のアノードに接続されている。そして、MOSFETＴ１のソースはグランドに接続されている。また、電池１の負極はグランドに接続されており、電池１の正極とグランド間に電池１の出力電圧の変動を抑制するためのコンデンサＣ１が接続されている。
【００４０】
ダイオードＤ１のカソードはコンデンサＣ２を介してグランドに接続されるとともに、ＤＳＰ６のデジタル部６ａに接続されている。また、ダイオードＤ１のカソードとMOSFETＴ１のゲートとが、それぞれ昇圧制御回路１９に接続され、電圧制御帰還回路が形成されている。また、昇圧制御回路１９を作動、停止させるための信号が入力される昇圧制御回路１９のコントロール端子が、ダイオードＤ２のカソードに接続され、ダイオードＤ２のアノードがマイコン１２の制御信号ＣＴＬ１が出力される制御端子に接続されている。また、ダイオードＤ２のカソードはダイオードＤ４のカソードに接続され、ダイオードＤ４のアノードは電圧検出器１８の出力端子に接続されている。電圧検出器１８の入力端子はダイオードＤ１のカソードに接続されている。
【００４１】
また、電池１の正極がＮチャンネル型MOSFETＴ２のドレインに接続され、MOSFETＴ２のソースがダイオードＤ１のカソードに接続されている。そして、MOSFETＴ２のゲートは抵抗Ｒ１を介してゲート電圧発生回路２１に接続されている。また、MOSFETＴ２のゲートはＮＰＮ型トランジスタＴ３のコレクタに接続され、トランジスタＴ３のエミッタはグランドに接続されている。また、トランジスタＴ３のベースはダイオードＤ３のカソードとダイオードＤ５のカソードに接続されている。そして、ダイオードＤ５のアノードは電圧検出器１８の出力端子に接続され、ダイオードＤ３のアノードはマイコン１２の制御信号ＣＴＬ２が出力される制御端子に接続されている。また、マイコン１２が有するＡＤ変換部１７に電池１の正極が接続され、電池１の出力電圧Ｖｂが入力されるようになっている。
【００４２】
昇圧制御回路１９は、昇圧制御回路１９のコントロール端子の入力が論理レベルでＨ（Ｈｉｇｈ）レベルのときにMOSFETＴ１をオン・オフして電池１の出力電圧Ｖｂを昇圧する。即ち、MOSFETＴ１がオンのときに、電池１の電圧で充電されたコンデンサＣ１の出力電圧により、コイルＬ１、MOSFETＴ１を通じてグランドに電流が流れ、コイルＬ１にエネルギーが蓄えられる。そして、MOSFETＴ１がオフのときに、この蓄えられたエネルギーとコンデンサＣ１の出力電圧とでダイオードＤ１を介してコンデンサＣ２を充電する。このようにMOSFETＴ１がオン・オフを繰り返すことにより、コンデンサＣ２の出力電圧は電池１の出力電圧Ｖｂよりも高い電圧となり、その電圧値は予め定められた所定値になるように、昇圧制御回路１９がMOSFETＴ１のオン・オフ比率をフィードバック制御する。尚、昇圧制御回路１９のコントロール端子の入力が論理レベルでＬ（Ｌｏｗ）レベルのとき、昇圧制御回路１９は停止し、MOSFETＴ１はオフ状態を維持する。
【００４３】
このような構成の電源供給切替処理部の動作を図４に示すフローチャートに従って説明する。図４は、図１に示すＭＤ再生装置の電源供給切替処理を示すフローチャートである。先ず、図１に示すＭＤ再生装置の電源が投入される等の操作が行われると、マイコン１２は初期化処理を行う（ステップＳ１）。この初期化処理の後、図１に示すＭＤ再生装置はピックアップ９の作動状態となり、ＭＤ２０の光磁気ディスク２０ａの内容を読み込み始めるが、このとき、マイコン１２はＤＳＰ６のデジタル部６ａに供給する電源の電源供給手段切替のための動作状態の監視および判定を行う（ステップＳ２）。ここで、動作状態とは、ピックアップ９の非作動状態（以下、サーボオフ状態という）か、あるいは、それ以外の状態、即ち、ピックアップ９やスピンドルモータ１１が作動状態にある状態（以下、サーボオン状態という）かを意味する。
【００４４】
マイコン１２によって、図１に示すＭＤ再生装置がサーボオン状態にあると判定された場合、サーボオフ状態にある場合に比して、マイコン１２やＤＳＰ６等のプロセッサの動作状態が頻繁（別言すれば、フル稼働状態等）になる。そのため、マイコン１２はデジタル部６ａへの電源供給手段を昇圧コンバータ３に切り替え、昇圧コンバータ３に昇圧動作を行わせる切替制御を行う。この理由は、ピックアップ９が作動するサーボオン状態では、ＭＤ２０の光磁気ディスク２０ａを回転させ、ピックアップ９を所定のアドレスに移動させて光磁気ディスク２０ａの情報を読み取るために、ピックアップ９の位置制御や読み取った信号を増幅、復調、復調データのメモリ取り込み等が行われるため、電池１の負荷が大きく、そのため、電圧変動が大きくなるので、デジタル部６ａへの供給電圧が変動しないように安定化するためである。しかしながら、昇圧コンバータ３を昇圧動作させるということは、それ自身で電池１のエネルギーを使用していることであるから、電池１の電圧を昇圧する必要のない場合には昇圧コンバータ３の昇圧動作を停止させて電源供給する方が、電池１のエネルギーを有効に活用できる。
【００４５】
そこで、ステップＳ２において、図２に示すマイコン１２は、動作状態がサーボオン状態と判定された場合に、電池１の電圧Ｖｂが予め定められた判定電圧３以上かどうかを判定する（ステップＳ３）。電池１の電圧Ｖｂは、マイコン１２が有するＡＤ変換部１７によりデジタル数値化され、予め記憶された前記判定電圧３と比較される。そして、電池１の電圧Ｖｂが判定電圧３以上である場合には、図２に示す昇圧コンバータ３の昇圧動作を停止させるとともに、パススイッチ４を閉成する（ステップＳ４）。このときの動作を図３に示す具体的回路で説明すると、このとき、マイコン１２からの制御信号ＣＴＬ１はＬレベルになるので、昇圧制御回路１９のコントロール端子の入力もＬレベルになる。従って、昇圧制御回路１９は停止状態となる。一方、マイコン１２からの制御信号ＣＴＬ２もＬレベルになる。従って、トランジスタＴ３はオフとなり、MOSFETＴ２のゲートには、ゲート電圧発生回路２１から抵抗Ｒ１を介してＨレベルの電圧が印加される。これにより、MOSFETＴ２はオン状態となり、電池１の電圧ＶｂがMOSFETＴ２を介してデジタル部６ａに与えられる。尚、制御信号ＣＴＬ１とＣＴＬ２は同時に変化するように制御される。
【００４６】
次に、ステップＳ３において、電池１の電圧Ｖｂが判定電圧３より小さい場合は、図２に示す昇圧コンバータ３を昇圧動作させるとともに、パススイッチ４を開放する（ステップＳ５）。このときの動作を図３に示す具体的回路で説明すると、このとき、マイコン１２からの制御信号ＣＴＬ１はＨレベルになり、昇圧制御回路１９のコントロール端子の入力もＨレベルになるので、昇圧制御回路１９は動作状態となる。一方、マイコン１２からの制御信号ＣＴＬ２もＨレベルになるので、トランジスタＴ３がオンとなり、MOSFETＴ２のゲートはグランドレベルになり、MOSFETＴ２はオフ状態となる。従って、電池１の電圧Ｖｂは、上述したように、MOSFETＴ１がオン・オフ動作することにより、所定の電圧に昇圧されてデジタル部６ａに安定して供給される。尚、このときも、制御信号ＣＴＬ１とＣＴＬ２は同時に変化するように制御される。
【００４７】
次に、ステップＳ２において、動作状態がサーボオフ状態と判定された場合、その次に電池１の電圧Ｖｂが予め定められた判定電圧１以上かどうかを判定する（ステップＳ６）。そして、電池１の電圧が判定電圧１以上である場合には、図２に示す昇圧コンバータ３の昇圧動作を停止させるとともに、パススイッチ４を開放する（ステップＳ７）。このときの動作を図３に示す具体的回路で説明すると、このとき、マイコン１２からの制御信号ＣＴＬ１はＬレベルになる。従って、昇圧制御回路１９のコントロール端子の入力もＬレベルになるので、昇圧制御回路１９は停止状態となる。一方、マイコン１２からの制御信号ＣＴＬ２はＨレベルになる。従って、トランジスタＴ３がオンとなり、MOSFETＴ２のゲートはグランドレベルになるので、MOSFETＴ２はオフ状態となる。これにより、電池１の電圧Ｖｂから、コイルＬ１のＤＣ成分の抵抗分による電圧降下とダイオードＤ１のＶｆ（順方向電圧）分だけ電圧降下した電圧が、デジタル部６ａに供給される。従って、判定電圧１の電圧値は、デジタル部６ａの電圧スペックの下限値に、これらの電圧降下分を加えた電圧値にする必要がある。このようにすることにより、MOSFETＴ２をオンさせて電池１の電圧Ｖｂをデジタル部６ａに供給するときよりも低い電圧がデジタル部６ａに供給される。これにより、デジタル部６ａでの消費電力を低減することができる。尚、制御信号ＣＴＬ１とＣＴＬ２は同時に変化するように制御される。
【００４８】
次に、ステップＳ６において、電池１の電圧Ｖｂが判定電圧１より低い場合、その次に、電池１の電圧Ｖｂが予め定められた判定電圧２以上かどうかを判定する（ステップＳ８）。判定電圧２の電圧は、デジタル部６ａの電圧スペックの下限値に近いが、後述する図２、図３に示す電圧検出器１８の設定電圧より高い電圧である。そして、電池１の電圧Ｖｂが判定電圧２以上である場合には、図２に示す昇圧コンバータ３の昇圧動作を停止させるとともに、パススイッチ４を閉成する（ステップＳ４）。一方、電池１の電圧Ｖｂが判定電圧２より小さい場合は、図２に示す昇圧コンバータ３を昇圧動作させるとともに、パススイッチ４を開放する（ステップＳ５）。
【００４９】
ところで、マイコン１２のＡＤ変換部１７は、常時、電池１の電圧Ｖｂを監視しており、上述したステップＳ４、Ｓ５、Ｓ７が終了しても電圧を監視しなければならないので、再びステップＳ２に戻り、動作状態および電池１の電圧Ｖｂの監視を行う。この１サイクルに要する時間は約４０ｍｓｅｃである。
【００５０】
以上説明した図２に示す昇圧コンバータ３とパススイッチ４の状態および制御信号ＣＴＬ１、ＣＴＬ２の論理レベルと、ＭＤ再生装置の動作状態および電池１の電圧Ｖｂとの関係をまとめたものを図５に示す。
【００５１】
ところで、以上説明した電源供給切替処理において、図２に示す昇圧コンバータ３の昇圧動作を停止させた状態で電源供給する場合は、電圧の安定が確保されないということになる。即ち、電池１と電池１への配線との接触不良や、何らかの原因でデジタル部６ａへの供給電圧に急激な変動や低下が起こった場合に、供給する電圧値をデジタル部６ａの電圧スペックの下限値以上に保持する必要がある。マイコン１２のＡＤ変換部１７による電圧監視では、ＡＤ変換に要する時間が必要になるので、この時間以下の急激な電圧低下や変動は検知できない。このため、デジタル部６ａに供給される電圧を検出する電圧検出器１８を設け、昇圧コンバータ３の昇圧動作を停止させた状態のときに、電圧検出器１８で検出された電圧が、予め電圧検出器１８に設定された設定電圧より低い電圧となったときに、電圧検出器１８の出力で昇圧コンバータ３を昇圧動作させるともに、パススイッチ４を開放する。
【００５２】
このときの動作を図３に示す具体的回路で説明すると、このとき、マイコン１２からの制御信号ＣＴＬ１はＬレベルであり、マイコン１２からの制御信号ＣＴＬ２もＬレベルである。従って、昇圧制御回路１９は停止状態となろ。また、トランジスタＴ３がオフとなり、MOSFETＴ２のゲートには、ゲート電圧発生回路２３から抵抗Ｒ１を介してＨレベルの電圧が印加され、MOSFETＴ２はオン状態となる。これにより、電池１の電圧ＶｂがMOSFETＴ２を介してデジタル部６ａに与えられる（図４に示すステップＳ４）。また、電圧検出器１８はデジタル部６ａに供給される電圧を検出しており、この電圧が予め定められた設定電圧より高いときには、電圧検出器１８の出力はＬレベルであるので、昇圧制御回路１９のコントロール端子及びトランジスタＴ３のベースに与えられる制御信号の論理レベルに変化はない。
【００５３】
しかし、電圧検出器１８で検出された電圧が、電圧検出器１８に予め設定された設定電圧より低くなると、電圧検出器１８はその出力をＨレベルに変化させる。このＨレベルの信号がダイオードＤ４を介して昇圧制御回路１９のコントロール端子に入力されるので、昇圧制御回路１９は動作を開始する。一方、電圧検出器１８の出力であるＨレベルの信号は、ダイオードＤ５を介してトランジスタＴ３のベースにも印加されるので、トランジスタＴ３がオンすることにより、MOSFETＴ２がオフとなる。従って、デジタル部６ａには、昇圧制御回路１９が動作し、MOSFETＴ１がオン・オフすることにより、電池１の電圧Ｖｂを昇圧した電圧が供給されることになり、デジタル部６ａは動作を継続することができる。
【００５４】
また、電圧検出器１８は、デジタル部６ａへの供給電圧を監視し、この電圧が電圧検出器１８に設定された設定電圧より低くなり、電圧検出器１８が、その出力をＨレベルにすると、デジタル部６ａへの電圧が前記設定電圧を上回っても、しばらくの間（約１秒）、この状態を保持する。これは、デジタル部６ａへの供給電圧が復旧しても、すぐにまた昇圧コンバータ３の昇圧動作が停止状態となり、デジタル部６ａへの供給電圧の低下や変動による電圧検出器１８の復旧動作が、またすぐに発生するというチャタリング動作の発生防止のためである。
【００５５】
また、以上説明した判定電圧１、判定電圧２、判定電圧３、電圧検出器１８の設定電圧、デジタル部６ａの電圧スペックの下限値の各電圧値は、以下のような関係になるように設定される。
【００５６】
判定電圧３＞判定電圧１＞判定電圧２＞電圧検出器１８の設定電圧＞デジタル部６ａの電圧スペックの下限値
【００５７】
次に、上述のように、デジタル部６ａへの電源供給手段を切り替えて、昇圧コンバータ３の昇圧動作を停止させ、パススイッチ４を閉成して電源供給する場合と、昇圧コンバータ３を昇圧動作させ、パススイッチ４を開放して電源供給する場合との電力損失の比較を、数式を用いて具体的に検証してみる。
【００５８】
先ず、昇圧コンバータ３の昇圧動作を停止させ、パススイッチ４を閉成して電源供給する場合、電池１（例えば、ニッケル水素電池）の出力電圧Ｖｂが１．２５Ｖであり、デジタル部６ａへ電池１よりＩ₀Ａの電流が流入した場合、以下の式１に示す電力が消費されることになる。尚、このとき、昇圧コンバータ３は、上述のように昇圧動作停止状態にあるため、昇圧コンバータ３におけるアイドリング電流が流れることはないので、昇圧コンバータ３での電力損失はない。
【００５９】
１．２５×Ｉ₀［Ｗ］・・・（式１）
【００６０】
次に、昇圧コンバータ３を昇圧動作させ、パススイッチ４を開放して電源供給する場合、昇圧コンバータ３の出力電圧が１．２５Ｖ、変換効率ηが８０％とし、デジタル部６ａへは昇圧コンバータ３よりＩ₀Ａの出力電流が流入した場合、１．２５×Ｉ₀［Ｗ］／０．８＝１．５６２５×Ｉ₀［Ｗ］の電力が変換に伴って消費されることになる。また、更に、昇圧コンバータ３の制御回路に要する電圧を２．５Ｖ、電流を１ｍＡとし、昇圧コンバータ２での２．５Ｖへの変換に伴う効率を８０％とした場合、（２．５×０．００１）／０．８＝０．００３１２５［Ｗ］の電力が昇圧コンバータ３の制御回路により消費される。従って、デジタル部６ａの消費電力は電池からみると、以下の式２に示す電力が消費されることになる。
【００６１】
１．５６２５×Ｉ₀＋０．００３１２５［Ｗ］・・・（式２）
【００６２】
従って、昇圧コンバータ３の昇圧動作を停止させ、パススイッチ４を閉成して電源供給する場合と、昇圧コンバータ３を昇圧動作させ、パススイッチ４を開放して電源供給する場合との電力損失の差分は、（式１）−（式２）となり、０．３１２５×Ｉ₀＋０．００３１２５［Ｗ］となる。
【００６３】
また、昇圧コンバータ３の昇圧動作を停止させ、パススイッチ４を閉成して電源供給する場合と、昇圧コンバータ３を昇圧動作させ、パススイッチ４を開放して電源供給する場合の電力損失の比率は、仮にＩ₀を１０ｍＡとすると、（式１）／（式２）から、（１．２５×１０）／（１．５６２５×１０＋０．００３１２５）＝１２．５／１５．６２８１２５≒０．７９９８４≒０．８となる。
【００６４】
上記の電力損失比率の意味するところは、昇圧コンバータ３を昇圧動作させ、パススイッチ４を開放して電源供給する場合よりも、昇圧コンバータ３の昇圧動作を停止させ、パススイッチ４を閉成して電源供給する場合の方が、電源（電池）の有効活用ができるということである。そして、これらの供給方法による電力比は１：０．８、即ち、本実施形態に係る供給方法によって、電力損失を約２０％抑制することができる。
【００６５】
電池電圧、動作状態によって検証すべきケースはいろいろあるが、サーボオン状態とサーボオフ状態の時間比率が、ＭＤの圧縮比率の向上に伴い、ＬＰ２の場合、従来の約１／５から１／１０、ＬＰ４の場合、従来の約１／２０となっている。従って、サーボオフ状態の時間が長くなることになるので、サーボオフ状態での消費電力を減らすことは、全体の消費電力低減に寄与する割合が大きくなってきている。このため、サーボオフ時の電流を１ｍＡでも減らすことは再生時間が数時間延びることになる。
【００６６】
以上説明したように、本実施の形態によれば、図１に示すピックアップ９の作動状態等でマイコン１２やＤＳＰ６といったプロセッサ等が頻繁に動作するサーボオン状態、ピックアップ９の非作動状態であるサーボオフ状態という図１に示すＭＤ再生装置の動作状態と、電池１の電圧とに応じて、これらのプロセッサに電源を供給する電源供給手段を、昇圧コンバータ３とパススイッチ４とに切り替えることのできる制御機構を設けることで、昇圧コンバータ３の昇圧動作が停止する状態が発生するため、昇圧コンバータ３内部で発生する無駄な消費電力（アイドリング動作による無駄な電力消費）を抑えることができ、電池１のエネルギーを有効に活用できる。従って、図１に示すＭＤ再生装置の全体的な再生時間は、昇圧コンバータ３の昇圧動作を常時行う場合よりも、延びることになる。
【００６７】
尚、本実施形態はＭＤ再生装置の例を示したが、電池の電力により駆動され、動作状態によって消費電力の異なる負荷部を有する他の電池駆動装置においても、本発明は適用可能である。
【００６８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、動作状態によって消費電力が異なる負荷部を電池からの電力で駆動させる電池駆動装置において、前記電池の電圧を異なる電圧に変換して前記負荷部に供給する第１の電源供給手段と、前記電池の電圧を直接前記負荷部に供給する第２の電源供給手段と、前記負荷部の前記動作状態を判定する動作状態判定手段と、前記電池の電圧を検出する電池電圧検出手段とを設け、前記動作状態判定手段により判定された前記負荷部の動作状態と前記電池電圧検出手段により検出された前記電池の電圧とに応じて、第１の電源供給手段と第２の電源供給手段とを切り替えて前記負荷部に電源供給するようにしたことにより、前記電池の電圧を異なる電圧に変換するために要する電力を低減することができ、前記電池を有効に活用することができる。
【００６９】
また、本発明によれば、第１の電源供給手段を、直流入力を電圧の異なる直流出力に変換する自励式または他励式の昇圧コンバータにし、第２の電源供給手段を、前記電池と負荷部とを直結するスイッチにすることにより、このスイッチを介して電源供給する際には、電圧変換等のための無駄な電力損失が無く、前記電池の出力電圧が低下したときには、昇圧コンバータの昇圧動作により前記電池電圧を昇圧し、前記負荷部の電圧スペックに適応した安定した電圧を供給することができる。
【００７０】
また、本発明によれば、前記昇圧コンバータを、昇圧動作の停止中は直流入力をこの直流入力電圧より低い電圧の直流出力に変換し、昇圧動作中は直流入力をこの直流入力電圧より高い電圧の直流出力に変換する昇圧コンバータにし、前記動作状態判定手段により判定された前記負荷部の動作状態と前記電池電圧検出手段により検出された前記電池の電圧とに応じて、この昇圧コンバータの昇圧動作を停止させる、または、この昇圧コンバータを昇圧動作させるようにすることにより、前記昇圧コンバータの昇圧動作を停止させた状態でも、前記負荷部に電源を供給することができ、この昇圧コンバータを昇圧動作させるための電力が不要となり、前記電池の電気エネルギーを更に有効に活用できる。また、前記負荷部に供給される電圧が低くなるので、前記負荷部での消費電力が低減され、電池駆動装置全体としての消費電力が低減される。
【００７１】
また、本発明によれば、電池の電圧を異なる電圧に変換し、動作状態によって消費電力が異なる負荷部に供給する第１の電源供給手段と、前記電池の電圧を直接前記負荷部に供給する第２の電源供給手段とを備えた電池駆動装置における電源供給方法において、前記負荷部の前記動作状態を判定する動作状態判定ステップと、前記電池の電圧を検出する電池電圧検出ステップと、前記動作状態判定ステップで判定された前記負荷部の動作状態と前記電池電圧検出ステップで検出された前記電池の電圧とに応じて、第１の電源供給手段と第２の電源供給手段とを切り替える切替ステップとを設けることにより、前記電池から前記負荷部に第２の電源供給手段で電源供給しているときには、前記電池の電圧を変換するための電力損失が生じないので、前記電池の電気エネルギーを有効に活用でき、また、前記負荷部の消費電力が大きく、前記電池の電圧変動が生じるときや、前記電池の出力電圧が低下したときには、第１の電源供給手段で電源供給することにより、前記負荷部の電圧スペックに適応した安定した電源を供給する電源供給方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】は、本発明の実施形態に係るポータブルミニディスク再生装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】は、図１に示すポータブルミニディスク再生装置の電源供給切替処理部を示したブロック図である。
【図３】は、図２に示す電源供給切替処理部の具体的回路を示す回路ブロック図である。
【図４】は、図１に示すポータブルミニディスク再生装置の電源供給切替処理を示すフローチャートである。
【図５】は、図２に示す昇圧コンバータとパススイッチの状態および制御信号の論理レベルと、動作状態および電池電圧との関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１電池
２昇圧コンバータ
３昇圧コンバータ（第１の電源供給手段）
４パススイッチ（第２の電源供給手段）
５メモリ
６ＤＳＰ（デジタル・シグナル・プロセッサ）
６ａデジタル部
６ｂアナログ・インターフェース部
７ＲＦアンプ
８ピックアップ移動回路
９ピックアップ
１０ピックアップ・モータ駆動回路
１１スピンドルモータ
１２マイコン（動作状態判定手段、切替制御手段）
１３表示部
１４キー入力部
１５ヘッドホン駆動回路
１６ヘッドホン
１７ＡＤ変換部（電池電圧検出手段）
１８電圧検出器（負荷電圧検出手段）
１９昇圧制御回路
２０ミニディスク（ＭＤ）
２１ゲート電圧発生回路
６１ＥＦＭデコーダ回路
６２ＡＰＩＰデコーダ回路
６３サーボ制御回路
６４レーザ出力制御回路
６５メモリ制御回路
６６ＡＴＲＡＣデコーダ回路
６７Ｄ／Ａコンバータ
Ｃ１、Ｃ２コンデンサ
Ｄ１〜Ｄ５ダイオード
Ｌ１コイル
Ｒ１抵抗
Ｔ１、Ｔ２ＭＯＳＦＥＴ
Ｔ３トランジスタ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a battery driving device such as a portable disk reproducing device and a portable disk recording device, and more particularly to a battery driving device that can effectively use electric energy of a mounted battery.
[0002]
[Prior art]
Due to recent advances in semiconductor manufacturing processes, especially advances in microfabrication technology, processors and the like that are representative of digital integrated circuits (ICs) as semiconductor devices are increasingly miniaturized, and the minimum line width is becoming thinner year by year. . And along with this thinning trend, the operating voltage of the device itself is also decreasing. Devices used in digital systems of battery-powered devices such as portable disk playback devices and portable disk recording devices are no exception, and microprocessors, signal processors, etc. that operate at a low voltage are adopted.
[0003]
On the other hand, electronic devices typified by memory and laser are used for the CPU and interface of the battery drive device. In these circuits, the digital system used in the digital system is used to maximize the performance. There is a need for a voltage higher than the voltage supplied to the integrated circuit.
[0004]
In this way, the battery drive device is mounted with a mixture of devices that operate at a voltage higher than the battery voltage and devices that operate using a voltage close to the battery voltage. As described above, a so-called step-up DCDC converter is used, and the battery voltage is raised to a desired voltage and supplied to a predetermined circuit.
[0005]
Also, in the mobile phone terminal, when it is in the standby state or when the processor is not fully operating, power is supplied from the series power supply, and when the operating condition is such that the processor etc. are operating frequently, Switching to a mode in which power is supplied from the DCDC converter. In some cases, the operation of the DCDC converter is stopped when power is supplied from the series power supply. (For example, refer to Patent Document 1).
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2002-64624 A (page 3-5, FIG. 1)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, if the conventional boost converter as described above is used as it is when using the digital integrated circuit of the battery driving device, power loss occurs with the boost operation. This means that in a boost converter, the power that should originally be supplied to a device such as an IC is consumed by the supply source, and the electric energy of a power source (for example, a nickel metal hydride battery) is consumed. There is a problem that it is not used effectively.
[0008]
In addition, when a boost converter is used, depending on the usage conditions, the power consumed for boost control in the process of making the voltage constant by the boost converter may differ from the power used by the digital integrated circuit in the battery drive device. In many cases, the situation becomes so large that it cannot be ignored.
[0009]
Moreover, in the prior art described in Patent Document 1, when the power consumption of the load increases, the DCDC converter power supply is switched from the series power supply to the DCDC with less power loss than the series power supply. Although the power loss can be reduced by the difference in power loss from the converter power supply, there is a problem that the wasteful power loss consumed by the DCDC converter power supply cannot be reduced.
[0010]
In view of the above points, the present invention provides a battery driving device and a power supply method capable of effectively using a battery as a power source and suppressing battery consumption in power management of the battery driving device. Objective.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, in a battery driving apparatus that drives a load unit having different power consumption depending on an operation state with power from a battery, the voltage of the battery is converted into a different voltage and supplied to the load unit. A first power supply means; a second power supply means for directly supplying the voltage of the battery to the load section; an operating state determining means for determining the operating state of the load section; and detecting the voltage of the battery. Battery voltage detecting means for performing the operation according to the operating state of the load portion determined by the operating state determining means and the voltage of the battery detected by the battery voltage detecting means. The second power supply means is switched to supply power to the load section.
[0012]
By doing so, when power is supplied from the battery to the load portion by the second power supply means, power loss for converting the voltage of the battery does not occur, so that consumption of the battery is suppressed. The electric energy of the battery can be used effectively. Further, when the power consumption of the load unit changes and the battery voltage fluctuates, or when the output voltage of the battery decreases, the voltage of the load unit is supplied by supplying power from the first power supply unit. Since a stable power supply adapted to the specifications can be supplied, the load unit can be operated stably.
[0013]
Further, for example, the first power supply means is a self-excited or separately excited step-up converter that converts a DC input into a DC output having a different voltage, and the second power supply means directly connects the battery and the load unit. When the power is supplied through the switch, there is no useless power loss for voltage conversion or the like, and when the output voltage of the battery decreases, the battery voltage is boosted by a boost converter, A stable voltage adapted to the voltage specification of the load section can be supplied.
[0014]
For example, the boost converter converts the DC input into a DC output having a voltage lower than the DC input voltage when the boost operation is stopped, and converts the DC input into a DC output having a voltage higher than the DC input voltage during the boost operation. A step-up converter for converting to an output, and the step-up converter is stepped up according to the operation state of the load unit determined by the operation state determination unit and the voltage of the battery detected by the battery voltage detection unit; Alternatively, the boosting operation of this boosting converter may be stopped.
[0015]
With this configuration, power can be supplied to the load unit in a state where the boost operation of the boost converter is stopped, and electric power for operating the boost converter is unnecessary, so that the battery is consumed. Can be further suppressed. In addition, since the voltage supplied to the load unit is lowered, the power consumption in the load unit is reduced, the power consumption of the battery driving apparatus as a whole is reduced, and the power can be saved.
[0016]
In addition, for example, the operation state determination unit determines that the operation state of the load unit is an operation state with low power consumption, and the battery voltage detected by the battery voltage detection unit is a predetermined first voltage. When the voltage is higher than the determination voltage, the switch is opened, the boost operation of the boost converter is stopped, and the operation state determination unit determines that the operation state of the load unit is an operation state with low power consumption. When the battery voltage detected by the battery voltage detection means is lower than the first determination voltage and higher than a predetermined second determination voltage, or when the operation state determination means is the operation of the load section When the state is determined to be an operating state with high power consumption, and the battery voltage detected by the battery voltage detection means is higher than a predetermined third determination voltage The switch is closed and the step-up operation of the step-up converter is stopped, the operation state determination unit determines that the operation state of the load unit is an operation state with low power consumption, and the battery voltage detection unit When the detected voltage of the battery is lower than a second determination voltage, or the operation state determination unit determines that the operation state of the load unit is an operation state with high power consumption, and the battery voltage detection unit When the voltage of the battery detected by the above is lower than a third determination voltage, the switch is opened and the boost converter is boosted.
[0017]
In this case, when there is no voltage fluctuation of the battery and the voltage of the battery is sufficiently higher than the voltage specification of the load unit, the boost operation of the boost converter is stopped and the load is stopped. By supplying a voltage lower than the battery voltage to the unit, it is possible to eliminate useless power loss associated with the boosting operation of the boost converter and further reduce the power consumption of the load unit.
[0018]
Further, when there is no voltage fluctuation of the battery and the voltage of the battery is about the same as the voltage specification of the load section, or there is voltage fluctuation of the battery, and the voltage of the battery is When it is sufficiently higher than the voltage specification, power is supplied by closing the switch, so that it is possible to eliminate power loss consumed by the boost converter.
[0019]
Further, the voltage of the battery is lower than the voltage specification of the load unit, and the voltage supplied to the load unit due to the voltage fluctuation of the battery is lower than the voltage specification of the load unit, and the load unit When the above operation is stopped, the boost converter is boosted and the voltage obtained by boosting the voltage of the battery is stably supplied to the load unit, so that the stable operation of the load unit can be achieved.
[0020]
For example, when the switch is opened and the boosting operation of the boost converter is stopped, the voltage supplied to the load unit through the boost converter becomes higher than the rated voltage of the load unit. By doing so, it is possible to eliminate the power consumed by the boosting operation of the boosting converter, thereby saving power and achieving a stable operation of the load unit.
[0021]
Further, for example, the load unit has a pickup unit of a disk reproducing device or a disk recording device, and the operation state of the load unit determined by the operation state determination means is a movement in which the pickup of the pickup unit is moving. If the battery voltage fluctuation occurs due to an increase in power consumption due to the movement of the pickup, assuming that the state of the pickup unit is not moving, Since a stable voltage suitable for the voltage specification can be supplied to the pickup unit, the pickup unit can be stably operated. In addition, when the voltage of the battery does not fluctuate when the pickup is in a non-moving state, a voltage adapted to the voltage specification of the pickup unit is supplied to the pickup unit while the boosting operation of the boost converter is stopped. Therefore, power loss in the boost converter can be reduced, and power can be saved.
[0022]
Further, for example, a load voltage detecting means for detecting a DC voltage supplied to the load section is provided, and when the power is supplied to the load section in the second power supply mode, the load voltage detecting means When the detected voltage becomes lower than a predetermined voltage, the switching control means may be switched to the first power supply mode. In this way, when the voltage of the battery is directly supplied to the load section, even if the voltage of the battery suddenly drops, the first power supply means is quickly switched to provide stable power supply. Therefore, stable operation of the load unit can be achieved.
[0023]
Further, for example, a load voltage detecting means for detecting a DC voltage supplied to the load section is provided, and when the power is supplied to the load section through the switch, the load voltage detecting means detects the DC voltage. When the voltage becomes lower than a predetermined voltage, the boost converter is preferably boosted to supply power. In this way, when the voltage of the battery is directly supplied to the load unit by the switch, even if the voltage of the battery suddenly decreases, the voltage specification of the load unit is quickly obtained by the boost converter. Since it is possible to supply power with an appropriate and stable voltage, stable operation of the load unit can be achieved.
[0024]
Further, for example, when the battery voltage detection means is based on AD conversion of a microcomputer, the battery voltage and a predetermined predetermined determination voltage for switching between the first power supply mode and the second power supply mode are used. And a circuit for the comparison is not required, and the predetermined determination voltage can be easily changed.
[0025]
Further, for example, when the switch is an N-channel MOSFET, the N-channel MOSFET has a low on-resistance, so that the loss in the switch portion can be reduced and supplied to the load portion without lowering the voltage of the battery. . Moreover, since it does not have a mechanism part like a mechanical contact, it has a long life.
[0031]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the electrical configuration of a portable mini-disc playback device (hereinafter referred to as MD playback device) according to an embodiment of the present invention.
[0032]
In FIG. 1, 20 is a mini disk (hereinafter referred to as MD), a magneto-optical disk 20a (not shown) having a magnetic film, and a cartridge 20b (not shown) for protecting the magneto-optical disk 20a. It is composed of A guide groove is formed in the magneto-optical disk 20a, and this guide groove is formed so as to wobble (meander) at a frequency that is FM-modulated by data (ADIP: Address In Pregroove) indicating absolute position information.
[0033]
Further, the MD reproducing apparatus shown in FIG. 1 irradiates a laser beam to the spindle motor 11 for rotating the magneto-optical disk 20a and the rotating magneto-optical disk 20a, and this laser beam is applied to the magnetic film of the magneto-optical disk 20a. A pickup 9 for reading a magneto-optical signal from the beam reflected and returning and outputting an RF signal (RF: Radio Frequency), and a pickup for moving the pickup 9 in the radial direction of the magneto-optical disk 20a A moving circuit 8 and an RF amplifier 7 for amplifying the RF signal from the pickup 9 to an appropriate level are provided. The RF signal from the RF amplifier 7 is supplied to a DSP (digital signal processor) 6.
[0034]
The DSP 6 detects the wobbling frequency from the RF signal to detect the position on the magneto-optical disk 20a even when information is not recorded, and the EFM signal (EFM: Eight to Fourteen) from the amplified RF signal. Modulation) is extracted, an EFM decoder circuit 61 that performs EFM demodulation, error correction, etc., a memory control circuit 65 for controlling input / output of data to / from the memory 5, and expansion of data read from the memory 5 is performed An ATRAC decoder circuit 66 for outputting a digital audio signal, a D / A converter 67 for converting the restored digital audio signal into an analog signal, a spindle motor 11, a pickup moving circuit 8, and a pickup 9 are picked up.・ Servo control via motor drive circuit 10 A servo control circuit 63 for controlling, and a laser output control circuit 64 for controlling an electrical output (laser output) for a laser beam that the pickup 9 irradiates the magneto-optical disk 20a during reproduction. .
[0035]
The digital unit 6a (not shown) is a digitally controlled part of the above-described circuits constituting the DSP 6, and the analog interface unit 6b (not shown) is also the above-described each constituting the DSP 6. This is an analog controlled part of the circuit and an interface part with each circuit provided outside the DSP 6.
[0036]
Also, the MD playback apparatus shown in FIG. 1 includes a microcomputer 12 for controlling each circuit of the MD playback apparatus, a key input unit 14 for giving an operation command to the microcomputer 12 from the outside, and playback of the MD playback apparatus. A memory 13 having a capacity of about 16 Mbit for temporarily holding the output of the EFM decoder circuit 61 in the DSP 6 and preventing sound skipping due to vibration, etc. A headphone drive circuit 15 that drives an external headphone 16 for listening to reproduced sound is provided. Each unit described above is connected as illustrated.
[0037]
In addition, a battery (for example, a nickel hydride battery having a rated output voltage of 1.2 V) 1 as an operation power supply is mounted on the MD reproducing apparatus shown in FIG. A boost converter 2, a boost converter 3, and a pass switch 4 are connected to the battery 1, and an output unit of the boost converter 2 is connected to the analog interface unit 6b of the DSP 6, the microcomputer 12, and the RF amplifier 7 described above. The analog interface section voltage V6b obtained by boosting the voltage Vb (about 1.0V to about 1.45V) from the battery 1 to about 2.5V is supplied. The boost converter 3 and the output of the pass switch 4 are both connected to the digital unit 6a of the DSP 6 described above, and the boost converter 3 and the pass switch 4 are controlled by a control signal from the microcomputer 12 in accordance with a power supply switching process described later. The digital part voltage V6a for operating the digital part 6a is applied via any of the above. The operating voltage rating of the digital unit 6a is about 1.25V.
[0038]
Next, the power supply switching process of the digital unit voltage V6a applied to the digital unit 6a will be described. FIG. 2 is a block diagram showing a power supply switching processing unit of the MD playback apparatus shown in FIG. 2, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. In FIG. 2, a boost converter 3 and a pass switch 4 are connected in parallel to the battery 1, and outputs of the boost converter 3 and the pass switch 4 are both connected to a digital unit 6 a of the DSP 6. The control signal CTL1 from the microcomputer 12 is input to the boost converter 3, and the control signal CTL2 from the microcomputer 12 is input to the pass switch 4, and for the digital unit via either the boost converter 3 or the pass switch 4. The switching is controlled so that the voltage V6a is supplied to the digital unit 6a. In addition, the microcomputer 12 includes an AD conversion unit (battery voltage detection means) 17 that performs AD (analog / digital) conversion and inputs the output voltage Vb (about 1.0 V to about 1.45 V) of the battery 1. Further, the digital part voltage V6a is detected by a voltage detector (load voltage detecting means) 18, the output of the voltage detector 18 is input to the boost converter 3 and the pass switch 4, and the digital part voltage V6a is detected by the voltage detector. When the voltage becomes lower than the preset voltage set to 18, the boost converter 3 is operated and the pass switch 4 is opened.
[0039]
FIG. 3 is a circuit block diagram showing a specific circuit of the power supply switching processing unit shown in FIG. 3, the same parts as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In FIG. 3, one end of a coil L1 is connected to the positive electrode side of the battery 1, and the other end of the coil L1 is connected to the drain of an N-channel MOSFET T1 and the anode of a backflow prevention diode D1. The source of MOSFET T1 is connected to the ground. Further, the negative electrode of the battery 1 is connected to the ground, and a capacitor C <b> 1 is connected between the positive electrode of the battery 1 and the ground to suppress fluctuations in the output voltage of the battery 1.
[0040]
The cathode of the diode D1 is connected to the ground via the capacitor C2, and is also connected to the digital unit 6a of the DSP 6. Further, the cathode of the diode D1 and the gate of the MOSFET T1 are respectively connected to the boost control circuit 19 to form a voltage control feedback circuit. The control terminal of the boost control circuit 19 to which a signal for operating and stopping the boost control circuit 19 is input is connected to the cathode of the diode D2, and the control signal CTL1 of the microcomputer 12 is output to the anode of the diode D2. Connected to the control terminal. The cathode of the diode D2 is connected to the cathode of the diode D4, and the anode of the diode D4 is connected to the output terminal of the voltage detector 18. The input terminal of the voltage detector 18 is connected to the cathode of the diode D1.
[0041]
Further, the positive electrode of the battery 1 is connected to the drain of the N-channel type MOSFET T2, and the source of the MOSFET T2 is connected to the cathode of the diode D1. The gate of the MOSFET T2 is connected to the gate voltage generation circuit 21 via the resistor R1. The gate of the MOSFET T2 is connected to the collector of the NPN transistor T3, and the emitter of the transistor T3 is connected to the ground. The base of the transistor T3 is connected to the cathode of the diode D3 and the cathode of the diode D5. The anode of the diode D5 is connected to the output terminal of the voltage detector 18, and the anode of the diode D3 is connected to the control terminal from which the control signal CTL2 of the microcomputer 12 is output. In addition, the positive electrode of the battery 1 is connected to the AD conversion unit 17 included in the microcomputer 12 so that the output voltage Vb of the battery 1 is input.
[0042]
The boosting control circuit 19 boosts the output voltage Vb of the battery 1 by turning on / off the MOSFET T1 when the input of the control terminal of the boosting control circuit 19 is at the logic level H (High) level. That is, when the MOSFET T1 is on, current flows to the ground through the coil L1 and the MOSFET T1 by the output voltage of the capacitor C1 charged with the voltage of the battery 1, and energy is stored in the coil L1. When MOSFET T1 is off, capacitor C2 is charged via diode D1 with the stored energy and the output voltage of capacitor C1. By repeating ON / OFF of the MOSFET T1 in this manner, the output voltage of the capacitor C2 becomes a voltage higher than the output voltage Vb of the battery 1, and the voltage value is set to a predetermined value set in advance. Provides feedback control of the on / off ratio of MOSFET T1. Note that when the input of the control terminal of the boost control circuit 19 is a logic level of L (Low) level, the boost control circuit 19 is stopped and the MOSFET T1 is maintained in the OFF state.
[0043]
The operation of the power supply switching processing unit having such a configuration will be described with reference to the flowchart shown in FIG. FIG. 4 is a flowchart showing the power supply switching process of the MD playback apparatus shown in FIG. First, when an operation such as turning on the power of the MD playback apparatus shown in FIG. 1 is performed, the microcomputer 12 performs an initialization process (step S1). After this initialization processing, the MD reproducing apparatus shown in FIG. 1 is in the operation state of the pickup 9 and starts reading the contents of the magneto-optical disk 20a of the MD 20, but at this time, the microcomputer 12 supplies power to the digital unit 6a of the DSP 6 The operation state for switching the power supply means is monitored and determined (step S2). Here, the operating state is a non-operating state of the pickup 9 (hereinafter referred to as a servo-off state) or other states, that is, a state where the pickup 9 and the spindle motor 11 are in an operating state (hereinafter referred to as a servo-on state). ) Means.
[0044]
When the microcomputer 12 determines that the MD playback apparatus shown in FIG. 1 is in the servo-on state, the operation state of the processor such as the microcomputer 12 or the DSP 6 is more frequent than that in the servo-off state (in other words, Full operation state). Therefore, the microcomputer 12 switches the power supply means to the digital unit 6a to the boost converter 3, and performs switching control for causing the boost converter 3 to perform a boost operation. This is because in the servo-on state where the pickup 9 operates, the magneto-optical disk 20a of the MD 20 is rotated, the pickup 9 is moved to a predetermined address, and the information on the magneto-optical disk 20a is read. Since the read signal is amplified, demodulated, and the demodulated data is fetched into the memory, the load on the battery 1 is large. Therefore, the voltage fluctuation increases, so that the supply voltage to the digital unit 6a is stabilized so as not to fluctuate. Because. However, the boosting operation of the boosting converter 3 means that the energy of the battery 1 is used by itself, so that the boosting operation of the boosting converter 3 is performed when it is not necessary to boost the voltage of the battery 1. The energy supplied from the battery 1 can be effectively utilized by stopping the power supply.
[0045]
Therefore, in step S2, the microcomputer 12 shown in FIG. 2 determines whether or not the voltage Vb of the battery 1 is equal to or higher than a predetermined determination voltage 3 when the operation state is determined to be the servo-on state (step S3). The voltage Vb of the battery 1 is digitized by the AD conversion unit 17 included in the microcomputer 12 and compared with the determination voltage 3 stored in advance. When the voltage Vb of the battery 1 is equal to or higher than the determination voltage 3, the boost operation of the boost converter 3 shown in FIG. 2 is stopped and the pass switch 4 is closed (step S4). The operation at this time will be described with a specific circuit shown in FIG. 3. At this time, since the control signal CTL1 from the microcomputer 12 is at L level, the input to the control terminal of the boost control circuit 19 is also at L level. Accordingly, the boost control circuit 19 is stopped. On the other hand, the control signal CTL2 from the microcomputer 12 also becomes L level. Accordingly, the transistor T3 is turned off, and an H level voltage is applied from the gate voltage generation circuit 21 via the resistor R1 to the gate of the MOSFET T2. As a result, the MOSFET T2 is turned on, and the voltage Vb of the battery 1 is applied to the digital unit 6a via the MOSFET T2. The control signals CTL1 and CTL2 are controlled to change simultaneously.
[0046]
Next, when the voltage Vb of the battery 1 is smaller than the determination voltage 3 in step S3, the boost converter 3 shown in FIG. 2 is boosted and the pass switch 4 is opened (step S5). The operation at this time will be described with reference to the specific circuit shown in FIG. 3. At this time, the control signal CTL1 from the microcomputer 12 becomes H level, and the input of the control terminal of the boost control circuit 19 also becomes H level. The circuit 19 is in an operating state. On the other hand, since the control signal CTL2 from the microcomputer 12 is also at the H level, the transistor T3 is turned on, the gate of the MOSFET T2 is at the ground level, and the MOSFET T2 is turned off. Therefore, as described above, the voltage Vb of the battery 1 is boosted to a predetermined voltage and stably supplied to the digital unit 6a when the MOSFET T1 is turned on / off. Also at this time, the control signals CTL1 and CTL2 are controlled to change simultaneously.
[0047]
Next, when it is determined in step S2 that the operation state is the servo-off state, it is next determined whether or not the voltage Vb of the battery 1 is equal to or higher than a predetermined determination voltage 1 (step S6). If the voltage of the battery 1 is equal to or higher than the determination voltage 1, the boost operation of the boost converter 3 shown in FIG. 2 is stopped and the pass switch 4 is opened (step S7). The operation at this time will be described with reference to a specific circuit shown in FIG. 3. At this time, the control signal CTL1 from the microcomputer 12 becomes L level. Therefore, since the input of the control terminal of the boost control circuit 19 is also at the L level, the boost control circuit 19 is stopped. On the other hand, the control signal CTL2 from the microcomputer 12 becomes H level. Accordingly, the transistor T3 is turned on and the gate of the MOSFET T2 is at the ground level, so that the MOSFET T2 is turned off. As a result, a voltage drop due to the resistance component of the DC component of the coil L1 and a voltage drop corresponding to Vf (forward voltage) of the diode D1 are supplied to the digital unit 6a from the voltage Vb of the battery 1. Therefore, the voltage value of the determination voltage 1 needs to be a voltage value obtained by adding these voltage drops to the lower limit value of the voltage specification of the digital unit 6a. By doing so, a voltage lower than that when the MOSFET T2 is turned on to supply the voltage Vb of the battery 1 to the digital unit 6a is supplied to the digital unit 6a. Thereby, the power consumption in the digital part 6a can be reduced. The control signals CTL1 and CTL2 are controlled to change simultaneously.
[0048]
Next, when the voltage Vb of the battery 1 is lower than the determination voltage 1 in step S6, it is then determined whether the voltage Vb of the battery 1 is equal to or higher than a predetermined determination voltage 2 (step S8). The voltage of the determination voltage 2 is close to the lower limit value of the voltage specification of the digital unit 6a, but is higher than the set voltage of the voltage detector 18 shown in FIGS. When the voltage Vb of the battery 1 is equal to or higher than the determination voltage 2, the boost operation of the boost converter 3 shown in FIG. 2 is stopped and the pass switch 4 is closed (step S4). On the other hand, when the voltage Vb of the battery 1 is smaller than the determination voltage 2, the boost converter 3 shown in FIG. 2 is boosted and the pass switch 4 is opened (step S5).
[0049]
By the way, the AD converter 17 of the microcomputer 12 constantly monitors the voltage Vb of the battery 1, and even after the above steps S4, S5, and S7 are completed, the voltage must be monitored. Returning, the operating state and the voltage Vb of the battery 1 are monitored. The time required for one cycle is about 40 msec.
[0050]
FIG. 5 summarizes the relationship between the states of the boost converter 3 and the pass switch 4 shown in FIG. 2 and the logic levels of the control signals CTL1 and CTL2, the operation state of the MD reproducing apparatus, and the voltage Vb of the battery 1 described above. Show.
[0051]
By the way, in the power supply switching process described above, when power is supplied in a state where the boost operation of the boost converter 3 shown in FIG. 2 is stopped, voltage stability is not ensured. That is, in the case where contact between the battery 1 and the wiring to the battery 1 is poor, or the supply voltage to the digital unit 6a suddenly fluctuates or decreases for some reason, the voltage value to be supplied is the voltage specification of the digital unit 6a. It must be kept above the lower limit. In the voltage monitoring by the AD conversion unit 17 of the microcomputer 12, time required for AD conversion is required, so that a rapid voltage drop or fluctuation below this time cannot be detected. For this reason, the voltage detector 18 for detecting the voltage supplied to the digital unit 6a is provided, and the voltage detected by the voltage detector 18 when the boost operation of the boost converter 3 is stopped is detected in advance. When the voltage becomes lower than the set voltage set in the voltage detector 18, the boost converter 3 is boosted by the output of the voltage detector 18 and the pass switch 4 is opened.
[0052]
The operation at this time will be described with a specific circuit shown in FIG. 3. At this time, the control signal CTL1 from the microcomputer 12 is at the L level, and the control signal CTL2 from the microcomputer 12 is also at the L level. Therefore, the boost control circuit 19 is stopped. Further, the transistor T3 is turned off, and an H level voltage is applied to the gate of the MOSFET T2 from the gate voltage generation circuit 23 via the resistor R1, so that the MOSFET T2 is turned on. Thereby, the voltage Vb of the battery 1 is given to the digital part 6a via MOSFETT2 (step S4 shown in FIG. 4). The voltage detector 18 detects the voltage supplied to the digital unit 6a. When this voltage is higher than a predetermined set voltage, the output of the voltage detector 18 is at the L level, so that the boost control circuit There is no change in the logic level of the control signal applied to the 19 control terminals and the base of the transistor T3.
[0053]
However, when the voltage detected by the voltage detector 18 becomes lower than the set voltage preset in the voltage detector 18, the voltage detector 18 changes its output to the H level. Since this H level signal is input to the control terminal of the boost control circuit 19 via the diode D4, the boost control circuit 19 starts its operation. On the other hand, the H level signal output from the voltage detector 18 is also applied to the base of the transistor T3 via the diode D5, so that the MOSFET T2 is turned off when the transistor T3 is turned on. Accordingly, the boost control circuit 19 is operated to the digital unit 6a, and the MOSFET T1 is turned on / off, whereby the voltage obtained by boosting the voltage Vb of the battery 1 is supplied, and the digital unit 6a continues to operate. be able to.
[0054]
Further, the voltage detector 18 monitors the supply voltage to the digital unit 6a. When this voltage becomes lower than the set voltage set in the voltage detector 18, and the voltage detector 18 sets its output to the H level, Even if the voltage to the digital unit 6a exceeds the set voltage, this state is maintained for a while (about 1 second). This is because even if the supply voltage to the digital unit 6a is restored, the boosting operation of the boost converter 3 is immediately stopped again, and the restoration operation of the voltage detector 18 due to a decrease or fluctuation in the supply voltage to the digital unit 6a. This is to prevent the chattering operation that occurs immediately.
[0055]
The voltage values of the determination voltage 1, the determination voltage 2, the determination voltage 3, the set voltage of the voltage detector 18 and the lower limit value of the voltage specification of the digital unit 6a described above are set to have the following relationship. Is done.
[0056]
Determination voltage 3> determination voltage 1> determination voltage 2> set voltage of voltage detector 18> lower limit value of voltage specification of digital unit 6a
[0057]
Next, as described above, the power supply means to the digital unit 6a is switched to stop the boosting operation of the boost converter 3, the pass switch 4 is closed and the power is supplied, and the boost converter 3 is boosted. Then, the comparison of the power loss with the case where the power is supplied with the path switch 4 opened will be specifically verified using mathematical expressions.
[0058]
First, when the boosting operation of the boosting converter 3 is stopped and the pass switch 4 is closed to supply power, the output voltage Vb of the battery 1 (for example, a nickel metal hydride battery) is 1.25 V, and the battery is sent to the digital unit 6a. 1 to I ₀ When the current A flows, the power shown in the following formula 1 is consumed. At this time, since the boost converter 3 is in the boost operation stop state as described above, no idling current flows in the boost converter 3, so that there is no power loss in the boost converter 3.
[0059]
1.25 × I ₀ [W] (Formula 1)
[0060]
Next, when the boost converter 3 is boosted and the pass switch 4 is opened to supply power, the output voltage of the boost converter 3 is 1.25 V, the conversion efficiency η is 80%, and the digital converter 6 a is supplied with the boost converter 3. More I ₀ When the output current of A flows, 1.25 × I ₀ [W] /0.8=1.5625×I ₀ The power [W] is consumed along with the conversion. Furthermore, when the voltage required for the control circuit of the boost converter 3 is 2.5 V, the current is 1 mA, and the efficiency associated with the conversion to 2.5 V in the boost converter 2 is 80%, (2.5 × 0 .001) /0.8=0.003125 [W] is consumed by the control circuit of the boost converter 3. Accordingly, the power consumption of the digital unit 6a is that shown in the following formula 2 when viewed from the battery.
[0061]
1.5625 × I ₀ +0.003125 [W] (Formula 2)
[0062]
Accordingly, the power loss between the case where the boosting operation of the boosting converter 3 is stopped and the pass switch 4 is closed and the power is supplied and the case where the boosting converter 3 is boosted and the pass switch 4 is opened and the power is supplied. The difference is (Expression 1) − (Expression 2), and 0.3125 × I ₀ +0.003125 [W].
[0063]
Further, the ratio of power loss when the boosting operation of the boosting converter 3 is stopped and the pass switch 4 is closed and the power is supplied, and when the boosting converter 3 is boosted and the pass switch 4 is opened and the power is supplied. Is temporarily I ₀ Is 10 mA, from (Expression 1) / (Expression 2), (1.25 × 10) / (1.5625 × 10 + 0.003125) = 12.5 / 15.628125≈0.79984≈0.8 Become.
[0064]
The above power loss ratio means that the boost converter 3 is boosted, and the boost switch 3 is stopped and the pass switch 4 is closed rather than the case where the power is supplied by opening the pass switch 4. This means that the power supply (battery) can be used more effectively. The power ratio by these supply methods is 1: 0.8, that is, the power loss can be suppressed by about 20% by the supply method according to the present embodiment.
[0065]
There are various cases to be verified depending on the battery voltage and the operation state, but the time ratio between the servo-on state and the servo-off state is about 1/5 to 1/10, LP4 in the case of LP2 as the compression ratio of MD increases. In this case, it is about 1/20 of the conventional case. Accordingly, since the time in the servo-off state becomes longer, reducing the power consumption in the servo-off state has a greater contribution to reducing the overall power consumption. For this reason, reducing the current at servo-off even by 1 mA increases the reproduction time by several hours.
[0066]
As described above, according to the present embodiment, the servo-on state in which the processor such as the microcomputer 12 and the DSP 6 frequently operates in the operation state of the pickup 9 shown in FIG. A control mechanism capable of switching the power supply means for supplying power to these processors to the boost converter 3 and the path switch 4 in accordance with the operating state of the MD reproducing apparatus shown in FIG. 1 and the voltage of the battery 1 Since the state where the boosting operation of the boost converter 3 is stopped occurs, useless power consumption (useless power consumption due to idling operation) generated inside the boost converter 3 can be suppressed, and the energy of the battery 1 can be suppressed. Can be used effectively. Accordingly, the overall reproduction time of the MD reproducing apparatus shown in FIG. 1 is longer than that when the boosting operation of the boosting converter 3 is always performed.
[0067]
In addition, although this embodiment showed the example of MD reproducing | regenerating apparatus, this invention is applicable also to the other battery drive device which is driven with the electric power of a battery and has a load part from which power consumption changes with operation states.
[0068]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in the battery driving device that drives the load unit having different power consumption depending on the operation state with the power from the battery, the voltage of the battery is converted into a different voltage and supplied to the load unit. A first power supply means; a second power supply means for directly supplying the voltage of the battery to the load section; an operating state determining means for determining the operating state of the load section; and detecting the voltage of the battery. Battery voltage detection means for performing the operation according to the operation state of the load portion determined by the operation state determination means and the voltage of the battery detected by the battery voltage detection means; By switching to the second power supply means and supplying power to the load unit, the power required to convert the voltage of the battery into a different voltage can be reduced, and the battery is provided. It can be utilized to.
[0069]
According to the invention, the first power supply means is a self-excited or separately excited step-up converter that converts a DC input into a DC output having a different voltage, and the second power supply means is the battery and the load unit. When the power is supplied through this switch, there is no useless power loss for voltage conversion or the like, and when the output voltage of the battery decreases, the boost operation of the boost converter Thus, the battery voltage can be boosted and a stable voltage adapted to the voltage specification of the load section can be supplied.
[0070]
According to the present invention, the boost converter converts the DC input into a DC output having a voltage lower than the DC input voltage when the boost operation is stopped, and the DC input is set to a voltage higher than the DC input voltage during the boost operation. The step-up converter of the step-up converter converts the DC voltage to the DC converter according to the operation state of the load unit determined by the operation state determination unit and the battery voltage detected by the battery voltage detection unit. Or the boost converter is allowed to perform a boost operation, so that power can be supplied to the load section even when the boost operation of the boost converter is stopped. The electric power for making it become unnecessary, and the electric energy of the said battery can be utilized still more effectively. Further, since the voltage supplied to the load unit is lowered, the power consumption in the load unit is reduced, and the power consumption of the entire battery driving device is reduced.
[0071]
In addition, according to the present invention, the first power supply means for converting the voltage of the battery into a different voltage and supplying the load to the load unit having different power consumption depending on the operating state, and supplying the voltage of the battery directly to the load unit In a power supply method in a battery driving device comprising a second power supply means, an operation state determination step for determining the operation state of the load unit, a battery voltage detection step for detecting a voltage of the battery, and the operation A switching step of switching between the first power supply means and the second power supply means according to the operating state of the load section determined in the state determination step and the battery voltage detected in the battery voltage detection step. When the power is supplied from the battery to the load portion by the second power supply means, the power loss for converting the voltage of the battery does not occur. When the electric energy of the battery can be effectively used, the power consumption of the load unit is large, the battery voltage fluctuates, or the output voltage of the battery decreases, the first power supply means By supplying power, it is possible to provide a power supply method for supplying stable power suitable for the voltage specification of the load section.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an electrical configuration of a portable mini-disc player according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a power supply switching processing unit of the portable mini-disc playback device shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a circuit block diagram showing a specific circuit of a power supply switching processing unit shown in FIG. 2;
FIG. 4 is a flowchart showing a power supply switching process of the portable mini disc playback device shown in FIG. 1;
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a relationship between a boost converter, a pass switch state shown in FIG. 2, a logic level of a control signal, an operation state, and a battery voltage;
[Explanation of symbols]
1 battery
2 Boost converter
3 Boost converter (first power supply means)
4-path switch (second power supply means)
5 memory
6 DSP (Digital Signal Processor)
6a Digital part
6b Analog interface part
7 RF amplifier
8 Pickup moving circuit
9 Pickup
10 Pickup motor drive circuit
11 Spindle motor
12 Microcomputer (operation state judging means, switching control means)
13 Display section
14 Key input section
15 Headphone drive circuit
16 Headphones
17 AD converter (battery voltage detection means)
18 Voltage detector (load voltage detection means)
19 Boost control circuit
20 Mini Disc (MD)
21 Gate voltage generator
61 EFM decoder circuit
62 APIP decoder circuit
63 Servo control circuit
64 Laser output control circuit
65 Memory control circuit
66 ATRAC decoder circuit
67 D / A Converter
C1, C2 capacitors
D1-D5 diode
L1 coil
R1 resistance
T1, T2 MOSFET
T3 transistor

Claims

In the battery drive device for driving the load unit with different power consumption depending on the operation state with the power from the battery,
First power supply means for converting the voltage of the battery into a different voltage and supplying the converted voltage to the load unit;
Second power supply means for directly supplying the voltage of the battery to the load unit;
An operation state determination means for determining the operation state of the load unit;
Battery voltage detection means for detecting the voltage of the battery;
A first power supply means supplies power to the load section in accordance with the operation state of the load section determined by the operation state determination means and the battery voltage detected by the battery voltage detection means. Switching control means for performing switching control between the power supply form and the second power supply form for supplying power to the load section by the second power supply means,
The first power supply means includes
Converting a DC input to a DC output having a different voltage, converting the DC input to a DC output having a voltage lower than the DC input voltage when the boosting operation is stopped, and converting the DC input to the DC input voltage during the boosting operation. A self-excited or separately-excited boost converter with a function of converting to a higher voltage DC output,
The second power supply means includes
A switch that directly connects the battery and the load unit;
The operation state determination unit determines that the operation state of the load unit is an operation state with low power consumption, and the voltage of the battery detected by the battery voltage detection unit is based on a predetermined first determination voltage. When high, open the switch and stop the boost operation of the boost converter,
The operation state determination unit determines that the operation state of the load unit is an operation state with low power consumption, and the battery voltage detected by the battery voltage detection unit is lower than a first determination voltage and is predetermined. The battery detected by the battery voltage detection means when the operation state determination means determines that the operation state of the load unit is an operation state with high power consumption. When the voltage is higher than a predetermined third determination voltage, the switch is closed and the boost operation of the boost converter is stopped,
The operation state determination means determines that the operation state of the load unit is an operation state with low power consumption, and the battery voltage detected by the battery voltage detection means is lower than a second determination voltage; or The operating state determining means determines that the operating state of the load unit is an operating state with high power consumption, and the battery voltage detected by the battery voltage detecting means is lower than a third determining voltage. A battery driving device characterized by opening the switch and boosting the boost converter.

2. The battery drive according to claim 1, wherein an output voltage from the boost converter when the switch is opened and a boost operation of the boost converter is stopped is higher than a rated voltage of the load unit. apparatus.

The load unit includes a pickup unit of a disk reproducing device or a disk recording device, and the operation state of the load unit includes at least a moving state in which the pickup of the pickup unit is moving and a non-moving state in which the pickup is not moved. The battery driving device according to claim 1, wherein the battery driving device is a battery driving device.

The load unit includes a pickup unit of a disk reproducing device or a disk recording device, and the operation state of the load unit determined by the operation state determination unit as an operation state with low power consumption is that the pickup of the pickup unit moves. A non-moving state, and the operating state of the load unit is determined to be a moving state in which the pickup of the pickup unit is moving. The battery drive device according to any one of claims 1 to 3.

Load voltage detection means for detecting a DC voltage supplied to the load section is provided, and the voltage detected by the load voltage detection means when power is supplied to the load section in the second power supply mode 5. The battery driving device according to claim 1, wherein when the voltage becomes lower than a predetermined voltage, the switching control unit switches to the first power supply mode.

Load voltage detection means for detecting a DC voltage supplied to the load section is provided, and the voltage detected by the load voltage detection means when power is supplied to the load section in the second power supply mode 5. The boost converter is boosted by the output of the load voltage detecting means when the voltage becomes lower than a predetermined voltage, and the switch is opened. 5. Battery drive device.

7. The battery driving apparatus according to claim 1, wherein the battery voltage detecting means is based on AD conversion of a microcomputer.

The battery driving device according to claim 1, wherein the switch is an N-channel MOSFET.