JP4311837B2 - 電源供給回路 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯情報端末装置等に搭載される電源供給回路に係り、特に主電源の供給が停止した際に、バックアップ機能を有する電源供給回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、半導体メモリを搭載したノート型パーソナルコンピュータや、ワードプロセッサ及び、電子手帳(PDA)等の携帯情報端末装置(以下、携帯端末と称する)が広く普及し、特に小型軽量化における技術革新には目覚しいものがある。これらの携帯端末は、ケーブルによる電源供給を行っていない時には、主電源(メインバッテリ)として、電池や充電池を装填して駆動させている。
【0003】
この電池等の交換時等においては、RAMのような半導体メモリに記憶されている情報内容を保持しておくために、バックアップ電源(バックアップバッテリ)が搭載されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
これらの携帯端末は、構成部位の駆動特性から全ての駆動回路を1つの電源電圧で賄うことは難しく、少なくとも異なる2つの電圧が必要となり、2系統の電源供給部を設けている。
【0005】
このため主電源をバックアップするためには、図3(b)に示すように、主バッテリE1に対して、2つの電源供給部11,12を設けた場合、それぞれの電源電圧をバックアップするためのバックアップバッテリE3,E4を設けていた。しかし、バッテリは、携帯端末の総重量からみると、かなりの割合を占めており、常時2つの余分なバッテリを搭載しておくことは、携帯性の向上即ち、小型軽量化を実現するために障害となってしまう。
【0006】
そこで、図3(a)に示すような1つのバックアップバッテリE2で両方の電源電圧で賄うように設計されることとなる。これは、電源供給部(3.3V系)11と電源供給部(2.5V系)12を直列に繋いで、その間にバックアップバッテリE2を設けている。このバックアップバッテリE2は、通常、高電圧側(ここでは、3.3V系)に合わせた電源供給を行うバックアップバッテリが搭載され、電源供給部12で降圧して、使用することとなる。
【0007】
一般的に回路素子を駆動させた場合、供給されたエネルギーの一部が熱等に変換されて消費されるため、入力したエネルギーよりも少ないエネルギーを出力することとなる。従って、多数の回路素子で構成される電源供給部においても、効率により、ある程度の出力の劣化が発生することとなる。
【0008】
このような1つのバックアップバッテリで2つの電源電圧を賄うために、2つの電源供給部を直列接続した場合に、通常の主電源で駆動させている場合には、2段目の電源供給部12では、さらに効率の悪さから主電源を常時無駄に使用することとなる。従って、電池等を主電源とする携帯端末では、稼働時間が短くなる上、小型軽量化を図ろうとすると、稼働時間がさらに短くなってしまうという問題が発生する。
【0009】
このため小型軽量化に伴い、バックアップバッテリの容量を小さいものを選択すると、バックアップバッテリによる電源供給に移行した後、直ちに主電源となる電池を装填しないと、バックアップバッテリの供給がなくなり、一時的に保持している重要な情報が消失してしまうという問題に発展することとなる。
【0010】
そこで本発明は、主電源による電源供給が停止したときに、1つのバックアップバッテリの電源供給を切り換えて供給することにより、並列接続した2つの電源供給部をバックアップする機能を有する電源供給回路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】
本発明は上記目的を達成するために、主電源と、上記主電源に接続され、第1の電圧で駆動する第1電圧駆動回路に対して電源を供給する第1電源供給部と、上記主電源に対し、上記第1電源供給部と並列に接続され、上記第1電圧と異なる第2の電圧で駆動する第2電圧駆動回路に対して電源を供給する第2電源供給部と、上記第1電源供給部の後段に設けられ、上記主電源がオフ状態となったときに、上記第1電圧駆動回路及び上記第2電圧駆動回路に対して電源を供給するバックアップ電源と、上記バックアップ電源から、上記第1、第2電圧駆動回路に対する電源供給を制御するバックアップ電源供給制御部とを備えた電源供給回路を提供する。
【0012】
この電源供給回路において、上記バックアップ電源供給制御部は、上記主電源のオフ状態を検出するオフ状態検出部と、このオフ状態検出部からの出力に応じて上記第2電源供給部に対する電源供給をバックアップ電源に切り替えるスイッチ手段とを備える。また、上記バックアップ電源供給制御部は、上記第2駆動回路である中央演算装置の終了処理が完了するまでの間、上記バックアップ電源から第2電源供給部に対する電源供給を維持するように制御する。
【0013】
以上のような構成の電源供給回路は、オフ状態検出部により主電源の供給停止若しくは供給電圧の低下を検知した時に、スイッチ手段に第2電圧駆動回路への供給電源をバックアップ電源からの電源に切り換えるように指示しつつ、第1、第2電圧駆動回路を動作を司る制御部に第1、第2電圧駆動回路を動作終了を示唆し、再起動可能に第1、第2電圧駆動回路を動作終了させた後、第2電源供給部の動作を停止させる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
【0015】
図1には、本発明の一実施形態に係る電源供給回路の回路構成例を示し説明する。本実施形態に係る電源供給回路は、携帯端末に好適する。
【0016】
この電源供給回路は、電池や充電池等からなる主電源1からの電源供給により、第1の電源(例えば、3.3V)を出力する第1電源供給部2と、第2の電源(例えば、2.5V)を出力する第2電源供給部3とが並列接続され、第1電源供給部2は、第1電圧駆動回路6(3.3V系)に第1の電源を供給し、第2電源供給部3は、第2電圧駆動回路7(2.5V系)に第2の電源を供給するように構成され、第1電源供給部2の出力側には、バックアップバッテリ5が設けられている。
【0017】
これらの第1電圧駆動回路6と第2電圧駆動回路7は、中央処理装置(CPU)8により制御されている。このCPU8は、低消費電力動作のため、内部は低い電圧で動作するが、外部とのインターフェース部分は一般的な周辺ICと同じ電圧で動作するため、2種類の異なる電源電圧が供給され、一方の電源電圧はCPU8内部で使用され、他方はCPU8の外部とのインターフェース及び周辺ICに供給される。
【0018】
また本実施形態では、第1電圧駆動回路6には、記憶内容を保持するために常時微少電力供給が必要な揮発性メモリ9を有しているものとする。
【0019】
また、第2電源供給部3は、端子4aが主電源1に接続し、端子4bが第1電源供給部2の出力側に接続し、切り換え端子4cが第2電源供給部の入力側に接続するスイッチ回路4を介して、選択された何れか一方の電源が供給される。また、第2電源供給部3はCPU8の制御信号により、動作が制御される。
【0020】
さらに、この電源供給回路は、主電源1が供給する電源の電圧値を検知する電圧検知回路10が設けられ、主電源1の低電圧を検知した場合には、その検知信号をスイッチ回路4及びCPU8に同時に出力する。スイッチ回路4では、この検知信号をスイッチ切り換え信号として用いている。
【0021】
このように構成された電源供給回路の通常の駆動状態では、スイッチ回路4が端子4a側に接続している。従って、主電源1から第1電源供給部2及び第2電源供給部3に電源が供給され、それぞれ第1電圧駆動回路6に第1の電源、第2電圧駆動回路7に第2の電源が供給される。
【0022】
次に図2(a)に示すフローチャートを参照して、主電源1が取り外されたり、供給電圧が低下した場合に停止ルーチンについて説明する。尚、この電源供給回路では、主電源1が取り外された場合と、供給電圧が低下した場合とでは同じ処理を行うため、ここでは、主電源1が取り外された場合について説明する。
【0023】
まず、主電源1が取り外されると、第1電源供給部2及び第2電源供給部3への電源供給が停止され、共に駆動を停止する(ステップS1)。但し、第1電圧駆動回路6への電源供給は、電源供給が停止することなくバックアップバッテリ5に切り替わる。
【0024】
この時に、電圧検知回路4が電圧低下を検知し(ステップS2)、低電圧の検知信号をスイッチ回路4とCPU8へ同時に出力する(ステップS3)。
【0025】
この検知信号を受けたスイッチ回路4は、端子4aから端子4bに切り換え、第2電源供給部3には、バックアップバッテリ5からの電源供給が開始される。これとほぼ同時に検知信号を受けたCPU8においては、予めプログラムされた終了処理を開始する(ステップS4)。
【0026】
この終了処理は、第1電圧駆動回路6及び第2電圧駆動回路7において、記憶内容を保持するために常時微少電力供給が必要な揮発性メモリ9を除き、各回路素子の駆動を停止させ、バッテリの低消費状態に移行させる。
【0027】
その後、CPU8は第2電源供給部3の駆動を停止させ、CPU8自体では再起動時に必要な一部以外への電源供給を停止し(ステップS5)、一連の処理を終了する。
【0028】
このようにスイッチ回路4が端子4aから端子4bに切り換えられることにより、本実施形態の電源供給回路は、前述した図3(a)に示すような2つの電源供給回路が直列接続された回路構成となり、異なる2つの電圧を供給することができる。
【0029】
次に図2(b)に示すフローチャートを参照して、主電源1の電源供給が停止中の電源供給回路に新たな主電源(電池)が装填され、再起動するルーチンについて説明する。
【0030】
まず、新たな電池等が主電源1として電源供給回路に装填されると、第1電源供給部2への電源供給が開始される(ステップS11)。この時、
この時に、電圧検知回路4が通常の供給電圧の復帰を検知し(ステップS12)、通常の供給電圧の検知信号をスイッチ回路4とCPU8へ同時に出力する(ステップS13)。
【0031】
この検知信号を受けたスイッチ回路4は、端子4bから端子4aに切り換え、第2電源供給部3には、主電源1からの電源供給が開始される。第1電源供給部2は、主電源1からの電源供給が開始されると、第1の電源が出力され、バックアップバッテリ5による電源から切り替わる。これとほぼ同時に検知信号を受けたCPU8においては、再起動時して初期化等の処理を行い、通常の動作状態に戻る(ステップS14)。
【0032】
以上説明したように、本発明の電源供給回路は、通常動作においては、2つの電源供給部が並列接続された構成であるため、共に主電源から電源が供給されることとなり、電源供給部が直列接続された従来の配置に比べて、効率の低下を防止できる。
【0033】
また、1つのバックアップ電源により、2つの電源供給部のバックアップを行うことができるため、従来の構成のように電圧の異なる2つのバックアップ電源を備える必要がなく、小型軽量化に寄与する効果がある。
【0034】
また、主電源の電源供給の停止や供給電圧の低下が発生した場合に、内容保持の必要があるメモリを除いた全ての周辺回路への電源を切断し、CPU自体への電源供給を停止する終了処理を実施するため、バックアップ電源による電源供給に切り替わった後には、電力消費が最小限に抑えられ、長時間のバックアップを実現することができる。
【0035】
以上の実施形態について説明したが、本明細書には以下のような発明も含まれている。
【0036】
(1)通常使用の電源を供給する主電源と、
上記主電源に接続され、第1の電圧で駆動する第1電圧駆動回路に該第1の電源を供給する第1電源供給部と、
上記主電源に対し、上記第1電源供給部と並列に接続され、上記第1電圧よりも低電圧の第2の電圧で駆動する第2電圧駆動回路に該第2の電源を供給する第2電源供給部と、
上記第1電源供給部の出力側に設けられ、上記主電源が供給停止となったときに、上記第1電圧駆動回路及び第2電圧駆動回路に電源を供給するバックアップ電源と、
上記主電源に接続する第1端子と上記第1電源供給部の出力側に接続される第2の端子とを切り換え、上記第2電源供給部の入力側に接続される切り換え端子を有する切り換え部と、
上記主電源からの供給電圧の低下若しくは電源供給停止を検知する電圧検知部と、を具備し、
上記電圧検知部が上記主電源の供給停止を検知した時に、上記切り換え部に第2電圧駆動回路への供給電源をバックアップ電源からの電源に切り換えるように指示しつつ、上記第1、第2電圧駆動回路を動作を司る制御部に該第1、第2電圧駆動回路を動作終了を示唆し、再起動可能に第1、第2電圧駆動回路を動作終了させた後に、上記第2電源供給部の動作を停止させ、上記バックアップ電源を低消費状態にすることを特徴とする電源供給回路。
【0037】
(2)上記第1電源供給部は、電圧3.3Vの電流を各種回路に供給し、第2電源供給部は、電圧2.5Vの電流を中央演算装置に対して供給するものであることを特徴とする上記(1)項に記載の電源供給回路。
【0038】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、主電源による電源供給が停止したときに、1つのバックアップバッテリの電源供給を切り換えて供給することにより、並列接続した2つの電源供給部をバックアップする機能を有する電源供給回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る電源供給回路の回路構成例を示す図である。
【図2】実施形態の電源供給回路の動作について説明するためのフローチャートである。
【図3】従来の電源供給回路の構成を概念的に示す図である。
【符号の説明】
1…主電源
2…第1電源供給部
3…第2電源供給部
4…スイッチ回路
4a,4b…端子
4c…切り換え端子
5…バックアップバッテリ
6…第1電圧駆動回路
7…第2電圧駆動回路
8…中央処理装置(CPU)
9…メモリ
10…電圧検知回路
Claims (4)
- 主電源と、
上記主電源に接続され、第1の電圧で駆動する第1電圧駆動回路に対して電源を供給する第1電源供給部と、
上記主電源に対し、上記第1電源供給部と並列に接続され、上記第1電圧と異なる第2の電圧で駆動する第2電圧駆動回路に対して電源を供給する第2電源供給部と、
上記第1電源供給部の後段に設けられ、上記主電源がオフ状態となったときに、上記第1電圧駆動回路及び上記第2電圧駆動回路に対して電源を供給するバックアップ電源と、
上記バックアップ電源から、上記第1、第2駆動回路に対する電源供給を制御するバックアップ電源供給制御部と、
を具備することを特徴とする電源供給回路。 - 上記バックアップ電源供給制御部は、上記主電源のオフ状態を検出するオフ状態検出部と、
このオフ状態検出部からの出力に応じて上記第2電源供給部に対する電源供給をバックアップ電源に切り替えるスイッチ手段と、
を備えたこと特徴とする請求項1に記載の電源供給回路。 - 上記バックアップ電源供給制御部は、上記第2駆動回路である中央演算装置の終了処理が完了するまでの間、上記バックアップ電源から第2電源供給部に対する電源供給を維持するように制御するものであること特徴とする請求項2に記載の電源供給回路。
- 主電源からの電源供給により、第1の電圧を発生させる第1電源供給部と、
上記第1電源供給部と入力側が並列接続され、主電源からの電源供給により、第2の電圧を発生させる第2電源供給部と、
上記第1電源供給部の出力側に配置されたバックアップ電源と、
上記主電源の電源供給の停止若しくは電源電圧低下を検出した際に、第2電源供給部の入力側を上記主電源から上記バックアップ電源に切り換えるバックアップ電源供給制御部と、
を具備することを特徴とする電源供給回路。
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