JP4017679B2 - 携帯電子装置および方法 - Google Patents

Description

発明の分野
本発明は、携帯無線通信装置などの携帯電子装置に関する。
発明の背景
新規の携帯電子装置を設計する際の主要な目的は、装置の消費電力を削減することにある。携帯無線通信装置においては、電力は、DC/DC変換器および電圧調整器を介してバッテリにより供給される。装置の消費電力を削減する段階を経ることによって、装置のバッテリ寿命を長くして、通話時間または待受け（スタンバイ）時間を長くすることができる。この目的を目指して多くのアイデアが開発された。
セルラ無線通信装置におけるこのようなアイデアの１つに、通常の（通話時間）動作モードに加えて、スタンバイ（アイドル）動作モードの装備することがある。スタンバイ・モードは、装置がオンになっているが実際には無線周波数（RF）信号を送信も受信もしない場合に用いられる。この場合、RF回路構成およびデータ処理回路構成を非通電状態とすることができ、電力消費が少なくなる。
しかし、この構造の問題点は、タイミング機能やユーザ・インタフェース検機能などスタンバイ・モード中にも他の機能が依然として必要とされる点にある。これらのスタンバイ機能を実行する回路は電力を依然として必要とするが、この電力もDC/DC変換器および電圧調整器を介してバッテリにより供給される。この２つの構成部品は、電力消費が大きく、特にスタンバイ・モード中にはバッテリを大きく消費するものである。
周知の装置に比べて消費電力を削減し、改善された電子装置を提供することが必要である。本発明は、上記の欠点を軽減する携帯電子装置および方法を提供することである。
発明の概要
本発明の第１局面により、バッテリにより電力が供給され、動作のオフモード，スタンバイ・モードおよびオンモードで動作する携帯電子装置が提供される。本装置は：オンモード中のみ動作可能な一次電子回路構成；オフモード中に動作可能な二次電子回路構成；スタンバイ・モード中に動作可能なスタンバイ回路構成；オンモード中に電子装置に電力を供給するためにバッテリに結合されるよう構成される電源回路；オンモード中に電源回路によって充電され、さらにオフモード中に第２電子回路構成に電力を供給するよう構成される二次電源；によって構成される。二次電源は、スタンバイ・モード中にスタンバイ回路構成に電力を供給するようさらに構成されるので、電源回路はスタンバイ・モード中は動作しない。
携帯電子装置は、好ましくは、オンモード中に二次電源を充電するよう構成される細流充電回路によってさらに構成される。携帯電子装置は、好ましくは、電源回路および二次電源のうちいずれか一方を選択的に結合して、スタンバイ回路構成に電力を供給するよう設定されるスイッチによってさらに構成される。
本発明の第２局面により、バッテリによって電力を供給されるよう構成され、オンモードにおいてのみ動作するよう構成される一次電子回路構成と、スタンバイ・モードにおいて動作するよう構成されるスタンバイ回路構成と、動作のオフモードにおいて動作するよう構成される二次電子回路構成とを有する携帯電子装置を動作する方法が提供される。本方法は：バッテリに結合される電源回路を介してオンモード中に一次電子回路構成に電力を供給する段階；オンモード中に二次電源を充電する段階；オフモード中に二次電源を介して二次電子回路構成に電力を供給する段階；スタンバイ・モード中に二次電源を介してスタンバイ回路構成に電力を供給し、電源回路がスタンバイ・モード中は動作しないようにする段階によって構成される。
好ましくは、二次電子回路構成は、リアルタイム・クロック回路である。二次電源は、好ましくは、ボタン電池である。一次回路構成は、好ましくは装置の主要な動作特性を提供する。
一次回路構成は、好ましくはマイクロプロセッサを具備する。好ましくは、二次電源は、スタンバイ・モードはスタンバイ回路構成によって監視され、二次電源が所定の電圧レベルより下がると、電源回路が起動する。
携帯電子装置は、好ましくは移動電話である。
これで、周知の装置に比べて消費電力を削減した携帯電子装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
本発明の実施例は、本発明による携帯電子装置回路の好適な実施例を示す図面を参照して説明される。
好適な実施例の詳細説明
図面を参照して、移動電話などの携帯電子装置の部分を形成するバッテリ５と構造１０とが示される。
DC/DC変換器２０は制御入力を有し、バッテリ５の正端子および負端子に取り外し可能に結合されて、そこからバッテリ電圧を受け取り、逓降電圧を供給する。電圧調整器３０は制御入力を有し、DC/DC変換器２０から逓降電圧を受け取るよう結合され、被調整主電圧Vmを供給する。
移動電話のマイクロプロセッサおよび電力増幅器などの一次回路構成４０が被調整主電圧Vmを受け取るよう結合され、さらにバス５０を介してスタンバイ回路６０に結合される。
クロック回路などの二次回路構成７０はボタン電池７５に結合され、二次回路構成７０を動作するために用いられる電圧Vbを供給する。弱電流充電回路８０は制御入力を有し、バッテリ５からバッテリ電圧を受け取り、ボタン電池７５を弱電流充電するよう結合される。
ボタン電池電圧Vbは、バス５０に結合されるデジタル出力を有するアナログーデジタル（A/D）変換器９５にも送られる。
スイッチ９０は、電圧調整器３０から被調整主電圧Vmを受け取るよう結合される第１切換入力と、ボタン電池電圧Vbを受け取るよう結合される第２切換入力と、制御入力と、下記に詳述する出力とを有する。
スタンバイ回路６０は、制御バス６５に結合される制御端子を有する。バス６５は、さらにスイッチ９０の制御入力と、弱電流充電回路８０と、電圧調整器３０と、DC/DC変換器２０とにそれぞれ結合される。スタンバイ回路構成６０は、スイッチ９０の出力から動作電圧を受け取るよう結合される電源入力をさらに有して、ボタン電池電圧Vbまたは被調整主電圧Vmのいずれかがスタンバイ回路６０に動作電圧を供給するために用いられるようにする。
携帯電子装置は、動作中に３つの動作モードを有するよう構成される。第１のオフモードでは、ボタン電池７５が二次回路構成７０に電力を供給し、構造１０の他のすべての回路と要素は機能しない。
第２のオンモードにおいては、装置は全面的に機能し、構造１０のすべての回路構成と要素が動作状態にある。DC/DC変換器２０と電圧調整器３０は、Vmを一次回路構成４０に供給し、スイッチ９０は、スタンバイ回路構成６０にもVmからの動作電圧が供給されるように設定される。
弱電流充電回路８０は、ボタン電池７５を充電する。ボタン電池７５は、最適な端子電圧を有し、これを超えると、損傷が起こりボタン電池の電荷蓄積能力が衰える。A/D変換器９５は電圧Vbを検知し、Vbの値を示すデジタル信号をバス５０に送る。Vbが最適電圧に近づくか、それよりも高くなると、スタンバイ回路構成６０は制御バス上に信号を送り、弱電流充電回路にボタン電池７５の充電を低速とするかあるいは停止させる。
一次回路構成４０が必要とされない期間の間は、構造は第３のスタンバイ・モードに入る。このモードでは、一次回路構成４０が自身を停止させる。通常は、一次回路構成４０にはマイクロプロセッサが含まれ、これがバス５０を介しスタンバイ回路構成６０に対して、構造１０の動作を肩代わりするよう命ずる。一次回路構成４０は、さらに、スタンバイ回路構成６０に対して再び起動すべきときを命ずる。
一次回路構成４０が停止すると、被調整主電圧Vmを必要とはしない。従来技術においては、Vmはスタンバイ回路構成６０に電力を供給するためにも用いられる。このために、DC/DC変換器２０と電圧調整器３０とは動作を継続することが求められる。
しかし、スタンバイ回路構成６０は、一次回路構成４０に比べると、機能するために必要な電力が極めて少ない。従って、スタンバイ回路構成６０は、制御バス６５を介して制御信号を送り、スイッチ９０がボタン電池電圧Vbをスタンバイ回路構成６０の電源入力に接続するよう設定する。これが行われると、スタンバイ回路構成６０は制御信号を送ってDC/DC変換器３０と電圧調整器３０とを停止させる。
A/D変換器９５は、ボタン電池電圧Vbを引き続き監視して、電圧レベルを示す信号をバス５０に送る。スタンバイ回路構成６０がこのデジタル信号を監視する。スタンバイ回路構成６０に対する充分な電源が確保できないほど、ボタン電池電圧Vbが下がることがあれば、これはデジタル信号から明らかになる。スタンバイ回路構成６０は、制御信号を送ってDC/DC変換器２０と電圧調整器３０とを起動させ、さらに別の制御信号を送って、スイッチ９０がスタンバイ回路構成６０の電源入力に被調整主電圧Vmを供給するよう切り換える。この状況はボタン電池の損傷と共に起こり、ボタン電池が交換を必要とすることをユーザに早期に警告するために用いられる。
このようにして、スタンバイ・モードの間、ボタン電池７５をバッファ・エネルギ源として用いて、スタンバイ・モード中にDC/DC変換器２０および電圧調整器３０を動作させるために必要な莫大な量の電力を節約する。ボタン電池７５を充電するために弱電流充電回路８０がオンモード中に必要とする余分な電力は、スタンバイ・モード中にDC/DC変換器２０および電圧調整器３０の動作を維持する必要がなくなることで節約される電力の量に比べればかなり小さい。
言うまでもなく上記に説明される実施例に対する代替実施例が可能である。たとえば、専用制御線など制御バス６５の別の構造が可能である。
さらに、A/D変換器を、電圧比較器および基準電圧を用いる等価の回路と置き換えることもできる。

Claims (14)

1. バッテリによって電力を供給され、動作のオフモード，スタンバイ・モードおよびオンモードにおいて動作するよう構成される携帯電子装置であって：
   前記オンモード中のみ動作可能な一次電子回路構成；
   前記オフモード中に動作可能な二次電子回路構成；
   前記スタンバイ・モード中に動作可能なスタンバイ回路構成；
   前記バッテリに結合して、前記オンモード中に前記電子装置に電力を供給するよう構成される電源回路；および
   前記オンモード中に前記電源回路によって充電されるよう構成され、前記オフモード中に前記二次電子回路構成に電力を供給するようさらに構成される二次電源であって、前記二次電源が前記スタンバイ・モード中に前記スタンバイ回路構成に電力を供給して、前記電源回路が前記スタンバイ・モード中には動作しないようにする二次電源；
   によって構成されることを特徴とする携帯電子装置。
2. 前記オンモード中に前記二次電源を充電するよう構成される弱電流充電回路によってさらに構成されることを特徴とする請求項１記載の携帯電子装置。
3. 前記スタンバイ回路構成に電力を供給するために、前記電源回路および前記二次電源のうちいずれか一方を選択的に結合するよう構成されるスイッチによってさらに構成されることを特徴とする請求項１または２記載の携帯電子装置。
4. バッテリによって電力を供給されるよう構成され、オンモードでのみ動作するよう構成される一次電子回路と、スタンバイ・モードで動作するよう構成されるスタンバイ回路構成と、動作のオフモードで動作するよう構成される二次電子回路構成とを有する携帯電子装置を動作する方法であって：
   前記オンモード中に、前記バッテリに結合される電源回路を介して前記一次回路構成に電力を供給する段階；
   前記オンモード中に二次電源を充電する段階；
   前記オフモード中に前記二次電源を介して二次電子回路に電力を供給する段階；および
   前記スタンバイ・モード中に前記二次電源を介して前記スタンバイ回路構成に電力を供給して、前記電源回路が前記スタンバイ・モード中は動作しないようにする段階；
   によって構成されることを特徴とする携帯電子装置を動作する方法。
5. 前記二次電子回路構成がリアルタイム・クロックであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の携帯電子装置。
6. 前記二次電源がボタン電池であることを特徴とする請求項１〜３、５のいずれか一項に記載の携帯電子装置。
7. 前記一次電子回路構成が前記装置の主要動作機能を提供することを特徴とする請求項１〜３、５、６のいずれか一項に記載の携帯電子装置。
8. 前記一次電子回路構成がマイクロプロセッサを具備することを特徴とする請求項１〜３、５〜７のいずれか一項に記載の携帯電子装置。
9. 前記二次電源が前記スタンバイ・モード中に前記スタンバイ回路構成によって監視されて、前記二次電源が所定の電圧レベルより下がると、前記電源回路が起動されることを特徴とする請求項１〜３、５〜８のいずれか一項に記載の携帯電子装置。
10. 前記二次電子回路構成がリアルタイム・クロックであることを特徴とする請求項４に記載の携帯電子装置を動作する方法。
11. 前記二次電源がボタン電池であることを特徴とする請求項４又は１０に記載の携帯電子装置を動作する方法。
12. 前記一次電子回路構成が前記装置の主要動作機能を提供することを特徴とする請求項４、１０又は１１に記載の携帯電子装置を動作する方法。
13. 前記一次電子回路構成がマイクロプロセッサを具備することを特徴とする請求項４、１０〜１２のいずれか一項に記載の携帯電子装置を動作する方法。
14. 前記二次電源が前記スタンバイ・モード中に前記スタンバイ回路構成によって監視されて、前記二次電源が所定の電圧レベルより下がると、前記電源回路が起動されることを特徴とする請求項４、１０〜１３のいずれか一項に記載の携帯電子装置を動作する方法。

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