JP4222168B2

JP4222168B2 - 携帯装置

Info

Publication number: JP4222168B2
Application number: JP2003324409A
Authority: JP
Inventors: 比呂志東谷; 幸雄堺; 武雄安保
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-09-17
Filing date: 2003-09-17
Publication date: 2009-02-12
Anticipated expiration: 2023-09-17
Also published as: JP2005094909A

Description

本発明は通信装置等に用いられ、電源電圧の電圧変換を行い複数の機能部の電圧を時分割で供給する電子機器を用いた携帯装置に関するものである。

従来、この種の電子機器は図７に示されるような構成を有していた。図７は従来の電子機器のブロック図である。

図７において、第１の機能部５０１は第１のアンテナ５０２と第１の受信回路５０３からなるＦＭ放送の受信システムである。第２の機能部５０４は第２のアンテナ５０５と第２の受信回路５０６からなるテレビの受信システムである。そして第３の機能部５０７は第３のアンテナ５０８、共用器５０９、第３の受信回路５１０、第１の送信回路５１１と電力増幅回路５３３から構成されるＷ−ＣＤＭＡ方式の携帯電話の送受信システムである。

図７に示すように、電池５１３からの出力である電源電圧６０１を第１のＤＣ／ＤＣコンバータ５３０を用いて第１の機能部５０１への電源５２４に電圧変換し、第１の機能部５０１の第１の受信回路５０３へ出力する。また、第２のＤＣ／ＤＣコンバータ５３１を用いて第２の機能部５０４への電源５２５に電圧変換し第２の機能部５０４の第２の受信回路５０６へ出力する。さらに第３のＤＣ／ＤＣコンバータ５３２を用いて第３のシステム電源５２６に電圧変換し第３の機能部５０７の電力増幅回路５３３へ出力する。

また、電圧変換回路５３４を用いて第５のシステム電源５２８に電圧変換し第１の送信回路５１１へ、電圧変換回路５１５を用いて第４のシステム電源５２７に電圧変換し第３の受信回路５１０へ、第４のＤＣ／ＤＣコンバータ５３５を用いて第６のシステム電源５２９に電圧変換し制御部５１２へ供給する構成である。

以上のような構成により、各機能部に応じた電圧を供給していた。

なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば特許文献１が知られている。
特開平８−３３２３７号公報

しかしながら、上記従来の構成では４つものＤＣ／ＤＣコンバータ５３０，５３１，５３２，５３５を必要とし回路規模が大きくなってしまうという問題を有していた。

本発明は上記従来の課題を解決するもので１つのＤＣ／ＤＣコンバータを用いて時分割で各機能部に各々電源の供給を行い多機能化に伴う電源回路の回路規模の増大を押さえ携帯装置を小型化することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有する。

本発明の請求項１に記載の発明は、特に、それぞれアンテナと受信回路とからなる受信システムを有する第一機能部および第二機能部と、この第一、第二機能部を制御する制御部と、この制御部からの電圧制御信号に応じて電池から供給された電圧を所定電圧に変換し、前記第一、第二機能部に対応する電圧を時分割に供給するとともに、前記第二機能部の受信システムが動作状態にある時は対応する電圧を供給するが、前記第一機能部の受信システムが動作状態になったときに、前記第二機能部から第一機能部に切り替え動作が可能なように構成された共用の電源部とを備えた携帯装置であり、これにより、複数の異なる電圧を１つの電源部で共用化することで電源回路の回路規模を最小とすることができ、多機能の携帯装置の小型化が可能となるとともに、電力効率を向上させるという作用効果が得られる。

本発明の請求項２に記載の発明は、特に、制御部が第一、第二機能部を制御すると同時に前記第一、第二機能部とデータなどの信号の受け渡しを行う構成とした請求項１に記載の携帯装置であり、これにより、第一、第二機能部を制御し信号の受け渡しをすることで消費電力の低減を図ることが可能となるという作用効果が得られる。

本発明の請求項３に記載の発明は、特に、電源部を電池から供給される電源電圧を電圧制御信号に応じて所定電圧に変換しコンバータ出力として出力するＤＣ／ＤＣコンバータと、前記コンバータ出力を前記出力制御信号に応じて第一、第二機能部に対応する電圧を時分割供給するスイッチ回路とで構成した請求項１に記載の携帯装置であり、これにより、消費電力の低減を図ることが可能となるという作用効果が得られる。

本発明の請求項４に記載の発明は、特に、スイッチ回路を制御部から出力される接続制御信号により制御される複数の接続回路と、ＤＣ／ＤＣコンバータとグランド間に接続され制御部から出力される複数の電圧設定回路制御信号により第一、第二機能部に対応する電圧を時分割する複数の電圧設定回路とで構成した請求項３に記載の携帯装置であり、これにより、電圧変動を最小限に押さえ、各機能部の動作を安定にすることができるという作用効果が得られる。

本発明の請求項５に記載の発明は、特に、接続回路をスイッチで構成した請求項４に記載の携帯装置であり、これにより、電力ロスを少なくすることができ消費電力を低減することができるという作用効果が得られる。

本発明の請求項６に記載の発明は、特に、電圧設定回路をＤＣ／ＤＣコンバータ出力とグランド間にスイッチと固定抵抗を縦列接続した構成とする請求項４に記載の携帯装置であり、これにより、電圧変動を最小限に押さえ、各機能部の動作を安定にすることができるという作用効果が得られる。

本発明の請求項７に記載の発明は、特に、電圧設定回路を第一、第二機能部の内１つの機能部の電源をＯＮにする時、他の機能部の電源をＯＦＦに設定する前に全ての機能部をＯＦＦとする電圧設定期間を設定する構成とした請求項４に記載の携帯装置であり、これにより、電圧変動を最小限に押さえ、各機能部の動作を安定にすることができるという作用効果が得られる。

本発明の請求項８に記載の発明は、特に、電圧設定回路をＤＣ／ＤＣコンバータ出力とグランド間にスイッチと可変抵抗を縦列接続した構成とし、スイッチのＯＮ・ＯＦＦを制御する電圧設定回路制御信号に加えて可変抵抗の抵抗値を設定する抵抗値設定信号を制御部から出力する構成とした請求項４に記載の携帯装置であり、これにより、供給電圧を可変することにより出力変動を最小限にし動作の安定化を図ることができるという作用効果が得られる。

本発明の請求項９に記載の発明は、特に、それぞれアンテナと受信回路とからなる受信システムを有する第一機能部および第二機能部の動作を各機能部に対応する機能制御信号に応じて制御すると同時に第一、第二機能部とデータなどの信号の受け渡しを行う制御部と、この制御部からの電圧制御信号に応じて電池から供給された電源電圧を所定電圧に変換し、前記制御部からの出力制御信号に応じて第一、第二機能部に対応する電圧を時分割供給するとともに、第二機能部の受信システムが動作状態にある時は対応する電圧を供給するが、第一機能部の受信システムが動作状態になったときに、第二機能部から第一機能部に切り替え動作が可能なように構成された共用の電源部とを備えた電子機器と、第一、第二機能部の内容を表示する表示部とで構成した携帯装置であり、これにより、複数の異なる電圧を１つの電源部で共用化することで電源回路の回路規模を最小とすることができ多機能の携帯装置の小型化が可能となるという作用効果が得られる。

本発明の請求項１０に記載の発明は、特に、第一機能部が携帯電話に関する機能部である請求項９に記載の携帯装置であり、これにより、複数の異なる電圧を１つの電源部で共用化することで電源回路の回路規模を最小とすることができ携帯装置の小型化が可能となるという作用効果が得られる。

本発明の携帯装置は、共用の電源部を用いて時分割で、使用時間の異なるとともにそれぞれアンテナと受信回路とからなる受信システムを有する各機能部に各々対応する電圧を供給し、多機能化に伴う電源回路の回路規模の増大を押さえ携帯装置を小型化することができ、電力効率を向上させることができる。さらに、電圧変動を最小限におさえ、各機能部の動作を安定させ消費電力を低減することができるという効果を奏するものである。

（実施の形態１）
以下、図面を用いて本発明について説明する。

図１は本発明の実施の形態１における特に、Ｗ−ＣＤＭＡ方式の携帯電話においてＦＭラジオ及びテレビの受信を行う回路を搭載した電子機器のブロック図である。

第３のアンテナ８、共用器９、第３の受信回路１０、電力増幅回路３３と第１の送信回路１１から構成される第１の機能部７はＷ−ＣＤＭＡ方式の携帯電話の送受信システムを示している。第１のアンテナ２と第１の受信回路３から構成される第２の機能部１はＦＭ受信システムである。第２のアンテナ５と第２の受信回路６から構成される第３の機能部４はテレビ受信システムである。このように１つの電子機器の中に３つの機能が存在する。

そして、第２の機能部１の第１の受信回路３と第３の機能部４の第２の受信回路６と第１の機能部７の第３の受信回路１０と第１の送信回路１１は全て制御部１２によりそれぞれ制御信号１０２、制御信号１０３、制御信号１０４、制御信号１０５を出力され、受信回路３，６，１０および送信回路１１の制御が行われる。

さらに、制御部１２と個々の機能部との間において、第２の機能部１の第１の受信回路３との間で第１の受信データ１０６が、第３の機能部４の第２の受信回路６との間で第２の受信データ１０７が、そして第１の機能部７の第３の受信回路１０と第１の送信回路１１との間で第３の受信データ１０８と第１の送信データ１０９の受け渡しが行われる。

また、第３の受信回路１０及び第１の送信回路１１は消費電流が他の機能部に比べて小さく熱効率が大きく問題にならないため電圧変換回路１５，３４としてレギュレータが使用され、レギュレータにより電圧変換された第４の電源１１５及び第５の電源１２８が供給される。

また、制御部１２には第４のＤＣ／ＤＣコンバータ３５で電圧変換された第６の電源１２９が供給される。さらに、残りの第１の受信回路３、第２の受信回路６及び第１の送信回路１１の電力増幅回路３３には、電源部１４で制御部１２からの電圧制御信号１１０に応じて電池１３から供給された電源電圧１０１を所定電圧に変換すると共に、制御部１２からの出力制御信号１１１に応じて第１の受信回路３、第２の受信回路６、第１の送信回路１１の電力増幅回路３３に対応する第１の電源１１２、第２の電源１１３、第３の電源１１４を時分割に供給する。

次に、図２に電源部１４の構成図を示す。電源電圧１０１をＤＣ／ＤＣコンバータ１６で電圧制御信号１１０に応じて電圧変換してコンバータ出力１１６を出力し、スイッチ回路１７でコンバータ出力１１６を出力制御信号１１１に応じて第１の電源１１２、第２の電源１１３、第３の電源１１４として時分割に電圧を供給する。

次に、図３にスイッチ回路１７のブロック図を示す。ＤＣ／ＤＣコンバータ出力１１６を３つの機能部に時分割供給するために、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６と各機能部をそれぞれ第１の接続回路１８と第２の接続回路１９と第３の接続回路２０とに接続し、時間的に３つの接続の内１つの接続が確立されるように制御が行われる。

なお、図２で記載した出力制御信号１１１は、図３の第１の接続回路１８、第２の接続回路１９、第３の接続回路２０のオンオフを制御する第１の接続制御信号１１７、第２の接続制御信号１１８、第３の接続制御信号１１９及び第１の電圧設定回路２１、第２の電圧設定回路２２あるいは第３の電圧設定回路２３の電圧設定を決定する第１の電圧設定回路制御信号１２０、第２の電圧設定回路制御信号１２１、第３の電圧設定回路制御信号１２２から構成されている。

次に、図４に前記各送受信回路への各制御信号のタイミングチャートを示す。

まず、第１の機能部７の第３の受信回路１０は受信を待ち受けるために常時電源をＯＮにしておく必要があり、他の２つの受信回路３、６と動作時間が重複し適切な電圧供給をすることができない。このため第３の受信回路１０には前述した電圧変換回路１５から電圧を供給している。

従って、使用時間が異なりＤＣ／ＤＣコンバータ１６からの電圧供給を前提とする第１の機能部７の電力増幅回路３３と第２の機能部１の第１の受信回路３、第３の機能部４の第２の受信回路６に電源を時分割供給するものである。

この電源を時分割に供給する場合には前述した電力増幅回路３３、第１の受信回路３、第２の受信回路６の内１つの回路をＯＮにし他の回路をＯＦＦに設定する前に、３つの回路の電源を一旦ＯＦＦにする電圧設定期間を設け、電圧設定期間において接続を確立する１つの回路に対応した電圧設定回路を第１の電圧設定回路２１、第２の電圧設定回路２２あるいは第３の電圧設定回路２３の内から選択し、電圧設定回路制御信号１２０，１２１，１２２を用いて、接続を確立した回路に電源の設定を行う。

すなわち、第１の受信回路３をＯＮにするとき、ＯＮにする前に第１の電圧設定回路制御信号１２０をＯＮにしてΔｔ１の後、第１の接続回路１８をＯＮにする第１の接続制御信号１１７をＯＮにする。

図４で示すように第１の受信回路３による受信はΔｔ１からさらにΔｔ２の後受信するように設定している。他の第２の受信回路６および電力増幅回路３３をＯＮにするときにはＯＮにする前に第２、３の電圧設定回路制御信号１２１，１２２をＯＮにしてΔｔ１の後、第２、３の接続回路１９，２０をＯＮにする第２、３の接続制御信号をＯＮにすることは言うまでもない。

図５にスイッチ回路１７の回路ブロック図を示す。

ここでは図３で記載した第１の接続回路１８、第２の接続回路１９、第３の接続回路２０がそれぞれスイッチで構成され、第１の接続制御信号１１７、第２の接続制御信号１１８、第３の接続制御信号１１９によりＤＣ／ＤＣコンバータ１６の出力を３つの第１の受信回路３、第２の受信回路６、電力増幅回路３３に時分割に電圧を供給する。

なお、接続回路１８，１９，２０およびスイッチ２４，２５，２６は高速応答に対応し駆動電流が小さいトランジスタあるいはＦＥＴを用いることが望ましい。そして第１の受信回路３、第２の受信回路６が一定の電源であることから、第１の電圧設定回路２１は第１のスイッチ２４と固定抵抗２７から構成し、第２の電圧設定回路２２を第２のスイッチ２５と固定抵抗２８から構成するものである。

また、第１の機能部７の電力増幅回路３３では電力効率を最大限とする目的で送信電力に応じて第１の機能部７の電源１１４を可変とするため、第３の電圧設定回路２３は第３のスイッチ２６と可変抵抗２９から構成し、スイッチ２６のＯＮ・ＯＦＦを制御する電圧設定回路制御信号１２２に加えて可変抵抗２９の抵抗値を設定する抵抗値設定信号１２３を制御部１２から出力し、電圧設定期間において電圧設定回路制御信号１２２により第３の電圧設定回路２３のスイッチ２６のＯＮ制御が行われる前に抵抗値設定信号１２３により可変抵抗２９の抵抗値の設定を行う。

以上のように、本発明の電子機器では、機能部への電源の駆動タイミングが異なる複数のＤＣ／ＤＣコンバータを１つのＤＣ／ＤＣコンバータで共用化し、時分割で各機能部に電源の供給を行うことにより、多機能化に伴う電源回路の回路規模の増大を最小限に抑制することを可能とする。

（実施の形態２）
図６は本発明の実施の形態２における特に、Ｗ−ＣＤＭＡ方式の携帯電話においてＦＭラジオ及びテレビの受信を行う回路を搭載した電子機器を用いた携帯装置のブロック図である。

実施の形態１で構成される電子機器（符号説明は省略する）に電圧を供給する電池１３と、電圧変換回路１５，３４と携帯装置の中に搭載される複数の機能部１，４，７の内容を表示する表示装置３６で構成し制御部１２により選択される。第１の機能部７はＷ−ＣＤＭＡ方式の携帯電話の送受信システムで、構成する第３の受信回路１０は電圧変換回路１５から電圧を供給され常時動作している。そして、電波を受信すると表示装置３６に受信内容が優先的に表示され、第１の送信回路１１を動作させることができる。

なお、表示装置３６は送信をするためのキー入力ができる入力機能も備えている。この表示装置３６からの信号により制御部１２から第２の機能部１のＦＭ受信システムや第３の機能部４のテレビ受信システムを切り替え動作させることができる。

本発明にかかる携帯装置は、複数のＤＣ／ＤＣコンバータを１つのＤＣ／ＤＣコンバータで共用化し、時分割で各機能部に電源の供給を行うことにより、多機能化に伴う電源回路の回路規模の増大を最小限にすることが可能となり携帯装置の小型化に有用である。

本発明の実施の形態１の電子機器のブロック図本発明の実施の形態１の電源部のブロック図本発明の実施の形態１のスイッチ回路のブロック図本発明の実施の形態１の電圧駆動タイミングチャート本発明の実施の形態１のスイッチ回路の詳細図本発明の実施の形態２の携帯装置のブロック図従来の電子機器のブロック図

符号の説明

１第２の機能部
２第１のアンテナ
３第１の受信回路
４第３の機能部
５第２のアンテナ
６第２の受信回路
７第１の機能部
８第３のアンテナ
９共用器
１０第３の受信回路
１１第１の送信回路
１２制御部
１３電池
１４電源部
１５電圧変換回路
１６ＤＣ／ＤＣコンバータ
１７スイッチ回路
１８第１の接続回路
１９第２の接続回路
２０第３の接続回路
２１第１の電圧設定回路
２２第２の電圧設定回路
２３第３の電圧設定回路
２４第１のスイッチ
２５第２のスイッチ
２６第３のスイッチ
２７，２８固定抵抗
２９可変抵抗
３３電力増幅回路
３４電圧変換回路
３５第４のＤＣ／ＤＣコンバータ
３６表示装置
１０１電源電圧
１０２第１の制御信号
１０３第２の制御信号
１０４第３の制御信号
１０５第４の制御信号
１０６第１の受信データ
１０７第２の受信データ
１０８第３の受信データ
１０９第１の送信データ
１１０電圧制御信号
１１１出力制御信号
１１２第１の電源
１１３第２の電源
１１４第３の電源
１１５第４の電源
１１６ＤＣ／ＤＣコンバータ出力
１１７第１の接続制御信号
１１８第２の接続制御信号
１１９第３の接続制御信号
１２０第１の電圧設定回路制御信号
１２１第２の電圧設定回路制御信号
１２２第３の電圧設定回路制御信号
１２３抵抗値設定信号
１２８第５の電源
１２９第６の電源

Claims

それぞれアンテナと受信回路とからなる受信システムを有する第一機能部および第二機能部と、
この第一、第二機能部を制御する制御部と、
この制御部からの電圧制御信号に応じて電池から供給された電圧を所定電圧に変換し、前記第一、第二機能部に対応する電圧を時分割に供給するとともに、前記第二機能部の受信システムが動作状態にある時は対応する電圧を供給するが、前記第一機能部の受信システムが動作状態になったときに、前記第二機能部から第一機能部に切り替え動作が可能なように構成された共用の電源部とを備えた携帯装置。
制御部が前記第一、第二機能部を制御すると同時に前記第一、第二機能部とデータなどの信号の受け渡しを行う構成とした請求項１に記載の携帯装置。
電源部を電池から供給される電源電圧を電圧制御信号に応じて所定電圧に変換しコンバータ出力として出力するＤＣ／ＤＣコンバータと、前記コンバータ出力を前記出力制御信号に応じて前記第一、第二機能部に対応する電圧を時分割供給するスイッチ回路とで構成した請求項１に記載の携帯装置。
スイッチ回路を制御部から出力される接続制御信号により制御される複数の接続回路と、ＤＣ／ＤＣコンバータとグランド間に接続され制御部から出力される複数の電圧設定回路制御信号により前記第一、第二機能部に対応する電圧を時分割する複数の電圧設定回路とで構成した請求項３に記載の携帯装置。
接続回路をスイッチで構成した請求項４に記載の携帯装置。
電圧設定回路をＤＣ／ＤＣコンバータ出力とグランド間にスイッチと固定抵抗を縦列接続した構成とする請求項４に記載の携帯装置。
電圧設定回路を前記第一、第二機能部の内１つの機能部の電源をＯＮにする時、他の機能部の電源をＯＦＦに設定する前に全ての機能部をＯＦＦとする電圧設定期間を設定する構成とした請求項４に記載の携帯装置。
電圧設定回路をＤＣ／ＤＣコンバータ出力とグランド間にスイッチと可変抵抗を縦列接続した構成とし、スイッチのＯＮ・ＯＦＦを制御する電圧設定回路の制御信号に加えて可変抵抗の抵抗値を設定する抵抗値設定信号を制御部から出力する構成とした請求項４に記載の携帯装置。
電圧を供給する電池と、それぞれアンテナと受信回路とからなる受信システムを有する第一機能部および第二機能部の動作を各機能部に対応する機能制御信号に応じて制御すると同時に前記第一、第二機能部とデータなどの信号の受け渡しを行う制御部と、この制御部からの電圧制御信号に応じて電池から供給された電源電圧を所定電圧に変換し、前記制御部からの出力制御信号に応じて前記第一、第二機能部に対応する電圧を時分割供給するとともに、前記第二機能部の受信システムが動作状態にある時は対応する電圧を供給するが、前記第一機能部の受信システムが動作状態になったときに、前記第二機能部から第一機能部に切り替え動作が可能なように構成された共用の電源部とを備えた電子機器と、前記第一、第二機能部の内容を表示する表示部とで構成した携帯装置。
前記第一機能部が携帯電話に関する機能部である請求項９に記載の携帯装置。