JP4561548B2 - 電圧算出装置 - Google Patents

Description

本発明は、電圧算出装置に関し、特に、低い精度の電圧を有する電圧供給回路から供給された電圧をリファレンス電圧として用いた場合でも、測定対象となる電圧を精度よく測定して算出することのできる電圧算出装置に関する。

最近の小型の情報端末などに用いられるＣＰＵ（Central Processing Unit）では、複数のアナログデジタルコンバータを内蔵しているものが多い。ここで、ＣＰＵがアナログデジタルコンバータに入力されている電圧の値を測定するためには、測定対象となる電圧と比較する際の基準となるリファレンス電圧が必要となる。アナログデジタルコンバータに入力されている電圧の値を精度よく測定するためには、高い精度の電圧を有する電源がリファレンス電源として、ＣＰＵに入力されていることが必要である。

しかし、リファレンス電圧を生成するためだけに、新たに、高い精度の電圧を有する電源を追加するのは、コストの増加を招くとともに、装置の小型化の要請に反するので、好ましくない。高い精度の電圧を有する電源を追加しない場合には、精度のあまりよくない電源を、リファレンス電源として、ＣＰＵに入力せざるを得ない。

しかし、精度のあまりよくない電源には電圧の機種間個体差やリップル等のノイズが存在するため、アナログデジタルコンバータに入力された電圧を、精度よく測定できないことになる。

アナログデジタルコンバータの精度を向上させる技術として、特開２００５−５９１３号公報（特許文献１）がある。この特開２００５−５９１３号公報においては、アナログデジタルコンバータの精度を向上させるために、周囲の環境変化に対応した補正を行っている。すなわち、ある基準となる環境で基準測定物を測定したアナログデジタルコンバータの値をメモリに記録し、この記録した値と、測定環境において基準測定物を測定したアナログデジタルコンバータの値とを比較して、両者の差から、このアナログデジタルコンバータから得られる測定値を補正することとしている。

しかし、このような手法では、工場出荷時に基準測定物を用いた測定を行わなければならず、その作業が煩雑である等の問題がある。
特開２００５−５９１３号公報

そこで本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、精度のあまり高くない電源の電圧をリファレンス電圧として用いた場合でも、比較的高い精度でアナログデジタルコンバータに入力された電圧を測定し、算出することのできる電圧算出装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る電圧算出装置は、
第１の電圧を供給する、第１電圧供給回路と、
前記第１電圧供給回路より高い精度の電圧を有する第２の電圧を供給する、第２電圧供給回路と、
前記第１電圧供給回路から供給された前記第１の電圧を取得して、これをリファレンス電圧とする、リファレンス電圧取得手段と、
測定対象となる電圧と前記リファレンス電圧とを比較することにより、前記測定対象となる電圧の値を測定して、これを第１測定電圧値とする、第１測定手段と、
前記第２電圧供給回路から供給される前記第２の電圧と前記リファレンス電圧とを比較することにより、前記第２の電圧の値を測定して、これを第２測定電圧値とする、第２測定手段と、
前記第２測定電圧値を用いて、前記第１測定電圧値を補正することにより、補正電圧値を算出する、補正電圧値算出手段と、
を備えることを特徴とする。

この場合、前記補正電圧値算出手段は、前記第２電圧供給回路が供給する前記第２の電圧の理論値と、前記第２測定電圧値との間の誤差率を、前記第１測定電圧値に掛けることにより、前記補正電圧値を算出するようにしてもよい。

この場合、温度を取得する、温度取得手段をさらに備えており、
前記補正電圧値算出手段は、前記温度取得手段で取得した温度に基づいて、前記第２の電圧の理論値を補正するようにしてもよい。

また、前記第１電圧供給回路に電源を供給する、バッテリーをさらに備えているようにしてもよい。

この場合、前記第２電圧供給回路は、前記第１電圧供給回路又は前記バッテリーから電源の供給を受けるようにしてもよい。

また、前記第１測定手段は、前記バッテリーの電圧を、前記測定対象となる電圧とするようにしてもよい。

また、前記第１電圧供給回路は、スイッチングレギュレータにより構成されており、前記第２電圧供給回路は、リニアレギュレータにより構成されているようにしてもよい。

本発明に係る電圧算出方法は、
第１の電圧を供給する、第１電圧供給回路と、前記第１電圧供給回路より高い精度の電圧を有する第２の電圧を供給する、第２電圧供給回路とを、備える電圧算出装置における電圧算出方法であって、
前記第１電圧供給回路から供給された前記第１の電圧を取得して、これをリファレンス電圧とするステップと、
測定対象となる電圧と前記リファレンス電圧とを比較することにより、前記測定対象となる電圧の値を測定して、これを第１測定電圧値とするステップと、
前記第２電圧供給回路から供給される前記第２の電圧と前記リファレンス電圧とを比較することにより、前記第２の電圧の値を測定して、これを第２測定電圧値とするステップと、
前記第２測定電圧値を用いて、前記第１測定電圧値を補正することにより、補正電圧値を算出するステップと、
を備えることを特徴とする。

本発明に係るプログラムは、
第１の電圧を供給する、第１電圧供給回路と、前記第１電圧供給回路より高い精度の電圧を有する第２の電圧を供給する、第２電圧供給回路とを、備える電圧算出装置において電圧を算出するためのプログラムであって、
前記第１電圧供給回路から供給された前記第１の電圧を取得して、これをリファレンス電圧とするステップと、
測定対象となる電圧と前記リファレンス電圧とを比較することにより、前記測定対象となる電圧の値を測定して、これを第１測定電圧値とするステップと、
前記第２電圧供給回路から供給される前記第２の電圧と前記リファレンス電圧とを比較することにより、前記第２の電圧の値を測定して、これを第２測定電圧値とするステップと、
前記第２測定電圧値を用いて、前記第１測定電圧値を補正することにより、補正電圧値を算出するステップと、
を電圧算出装置に実行させることを特徴とする。

本発明に係る記録媒体は、
第１の電圧を供給する、第１電圧供給回路と、前記第１電圧供給回路より高い精度の電圧を有する第２の電圧を供給する、第２電圧供給回路とを、備える電圧算出装置において電圧を算出するためのプログラムが記録された記録媒体であって、
前記第１電圧供給回路から供給された前記第１の電圧を取得して、これをリファレンス電圧とするステップと、
測定対象となる電圧と前記リファレンス電圧とを比較することにより、前記測定対象となる電圧の値を測定して、これを第１測定電圧値とするステップと、
前記第２電圧供給回路から供給される前記第２の電圧と前記リファレンス電圧とを比較することにより、前記第２の電圧の値を測定して、これを第２測定電圧値とするステップと、
前記第２測定電圧値を用いて、前記第１測定電圧値を補正することにより、補正電圧値を算出するステップと、
を電圧算出装置に実行させるためのプログラムが記録されたことを特徴とする。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る情報端末の内部構成の一例を示すブロック図である。この図１においては、本実施形態の情報端末の内部構成を説明するのに必要な部分のみをブロックで示している。

図１に示すように、本実施形態に係る情報端末は、バッテリー１０と、スイッチングレギュレータ１２と、リニアレギュレータ１４と、電圧変換部１６と、ＣＰＵ１８とを備えて構成されている。

スイッチングレギュレータ１２は、バッテリー１０から電源線を介して電源の供給を受けて、その電圧を変換する機能を有する。例えば、本実施形態においては、バッテリー１０からの電源の電圧が４．２Ｖ〜３．０Ｖの範囲の電圧であり、スイッチングレギュレータ１２は、この電源の電圧を、３．３Ｖに変換して出力する。但し、本実施形態においては、このスイッチングレギュレータ１２は、出力する電圧に５％程度の誤差があると想定している。この誤差は、スイッチングレギュレータ１２におけるフィードバック系の抵抗値のばらつきや、内部にあるコンパレータの誤差などに起因している。

リニアレギュレータ１４はスイッチングレギュレータ１２から電源線を介して電源の供給を受けて、このスイッチングレギュレータ１２から出力された電源の電圧を変換する機能を有する。例えば、本実施形態においては、リニアレギュレータ１４は、スイッチングレギュレータ１２から出力された３．３Ｖの電圧を、１．８Ｖの電圧に変換して出力する。但し、本実施形態においては、このリニアレギュレータ１４は、出力する電圧に１％程度の誤差があると想定している。

このことから分かるように、本実施形態においては、スイッチングレギュレータ１２の出力する電圧の精度より、リニアレギュレータ１４の出力する電圧の精度の方が、高くなっている。このスイッチングレギュレータ１２が本実施形態における第１電圧供給回路を構成しており、リニアレギュレータ１４が本実施形態にける第２電圧供給回路を構成している。

スイッチングレギュレータ１２から出力された３．３Ｖの電源は、電源線を介して、ＣＰＵ１８のＩ／Ｏ電源入力部３０とリファレンス電源入力部３２とに入力されている。また、リニアレギュレータ１４から出力された１．８Ｖの電源は、電源線を介して、ＣＰＵ１８のコア電源入力部３４に入力されている。

Ｉ／Ｏ電源入力部３０に入力される電源は、ＣＰＵ１８の外部インターフェース回路部分に供給される電源である。コア電源入力部３４に入力される電源は、ＣＰＵ１８の演算命令を実行するコア部分に供給される電源である。リファレンス電源入力部３２に入力される電源は、ＣＰＵ１８の備えているアナログデジタルコンバータＡＤＣ１、ＡＤＣ２に入力された信号の電圧を測定する際に、基準となる電圧であるリファレンス電圧となる電源である。

バッテリー１０からの電源は、信号線を介して、電圧変換部１６にも入力されている。この電圧変換部１６では、４．３Ｖ〜３．０Ｖの電圧を、３．１Ｖ〜２．２Ｖに変換して出力する。この電圧変換部１６から出力された電源は、信号線を介して、ＣＰＵ１８のアナログデジタルコンバータＡＤＣ１に入力される。また、リニアレギュレータ１４から出力された電源は、信号線を介して、ＣＰＵ１８のアナログデジタルコンバータＡＤＣ２に入力される。

ここで、電圧変換部１６が設けられているのは、ＣＰＵ１８では、リファレンス電源入力部３２に入力されたリファレンス電圧より高い電圧は、アナログデジタルコンバータＡＤＣ１、ＡＤＣ２で測定することができないためである。このため、本実施形態においては、アナログデジタルコンバータＡＤＣ１に入力される電圧が、３．１Ｖ以下になるようにしているのである。したがって、アナログデジタルコンバータＡＤＣ１、ＡＤＣ２に入力される電圧が、リファレンス電源入力部３２に入力されるリファレンス電圧より低い場合には、この電圧変換部１６は必ずしも必要なものではない。また、本実施形態においては、この電圧変換部１６は、分割抵抗による電圧降下を利用して、構成されている。

この図１においては、アナログデジタルコンバータは、ＡＤＣ１とＡＤＣ２の２個しか示していないが、その個数は２個以上であれば任意である。また、アナログデジタルコンバータＡＤＣ２が取り込む電源は、ＣＰＵ１８のコア電源入力部３４に入力される電源である場合を例に説明したが、他のＩＣなどに取り込まれる精度の高い電圧を有する電源でもよい。

また、本実施形態において、精度の高いリニアレギュレータ１４から出力された電源を、リファレンス電源入力部３２に入力しないのも、リファレンス電源入力部３２に入力されたリファレンス電圧よりも高い電圧は、アナログデジタルコンバータＡＤＣ１、ＡＤＣ２で測定することができないからである。このため、精度の低いスイッチングレギュレータ１２から出力された電源をリファレンス電源入力部３２に入力しているのである。

なお、図１に示すように、本実施形態に係るＣＰＵ１８は、ＲＯＭ（Read Only Memory）４０と、ＲＡＭ（Random Access Memory）４２とを内蔵しており、これらＲＯＭ４０とＲＡＭ４２に、ＣＰＵ１８は任意にアクセス可能である。

次に、図２及び図３に基づいて、リファレンス電源入力部３２に入力される電源の電圧（リファレンス電圧）の変動により、アナログデジタルコンバータＡＤＣ１、ＡＤＣ２に入力される電圧の測定結果が変動する理由を説明する。

図２は、リファレンス電源入力部３２に入力されたリファレンス電圧が、３．２Ｖ、３．３Ｖ、３．４Ｖの場合におけるアナログデジタルコンバータＡＤＣ１、ＡＤＣ２の電圧測定結果の値を示す図であり、図３は、これをグラフ化した図である。

上述したように、ＣＰＵ１８においては、アナログデジタルコンバータＡＤＣ１、ＡＤＣ２に入力された電圧は、リファレンス電源入力部３２に入力された電源の電圧であるリファレンス電圧との比較により、測定される。したがって、リファレンス電源入力部３２に入力されているリファレンス電圧が、理論値である３．３Ｖからずれると、これに伴って、アナログデジタルコンバータＡＤＣ１、ＡＤＣ２に入力された電圧の測定値もずれることとなる。

図２及び図３から分かるように、リファレンス電源入力部３２に理論値どおりに３．３Ｖが入力されている場合には、アナログデジタルコンバータＡＤＣ１、ＡＤＣ２に入力された電圧を正しく測定することができる。例えば、アナログデジタルコンバータＡＤＣ１、ＡＤＣ２に３．０Ｖが入力されている場合、３．０Ｖの測定値を得ることができ、２．８Ｖが入力されている場合、２．８Ｖの測定値を得ることができる。

しかし、リファレンス電源入力部３２に入力されている電源の電圧が、３．２Ｖになってしまっている場合、アナログデジタルコンバータＡＤＣ１、ＡＤＣ２の測定値は、正しい値よりも大きくなってしまう。例えば、アナログデジタルコンバータＡＤＣ１、ＡＤＣ２に３．０Ｖが入力されている場合、３．０９４Ｖの測定値になってしまい、２．８Ｖが入力されている場合、２．８８８Ｖの測定値になってしまう。

一方、リファレンス電源入力部３２に入力されている電源の電圧が、３．４Ｖになってしまっている場合、アナログデジタルコンバータＡＤＣ１、ＡＤＣ２の測定値は、正しい値よりも小さくなってしまう。例えば、アナログデジタルコンバータＡＤＣ１、ＡＤＣ２に３．０Ｖが入力されている場合、２．９１２Ｖの測定値になってしまい、２．８Ｖが入力されている場合、２．７１８Ｖの測定値になってしまう。

実際には、ＣＰＵ１８は、リファレンス電源入力部３２に入力されているリファレンス電圧を１とし、０Ｖを０とした、フルスケールを用いて、アナログデジタルコンバータＡＤＣ１、ＡＤＣ２に入力された電圧をリファレンス電圧と比較して、この比較結果に３．３Ｖを掛けることにより、アナログデジタルコンバータＡＤＣ１、ＡＤＣ２に入力された電圧を算出している。このため、リファレンス電源入力部３２に入力されるリファレンス電圧が理論値からずれてしまうと、アナログデジタルコンバータＡＤＣ１、ＡＤＣ２に入力された電圧の測定値もずれてしまうのである。

リファレンス電源入力部３２に入力されるリファレンス電圧の誤差は、スイッチングレギュレータ１２の原理的にどうしても発生してしまうものであり、また、負荷変動やスイッチングレギュレータ１２のスイッチングにより、ダイナミックに変動してしまうものである。このようなダイナミックな変動も、アナログデジタルコンバータＡＤＣ１、ＡＤＣ２の測定値の誤差の要因となってしまう。

そこで、本実施形態に係る情報端末においては、高い精度の電圧を有する電源が入力されているアナログデジタルコンバータＡＤＣ２の測定結果を用いて、アナログデジタルコンバータＡＤＣ１の測定結果を補正することにより、この誤差を正そうとしている。この補正を行うために、本実施形態においては、次の式（１）を用いる。

ＶＡＤＣ１’＝ＶＤＡＣ１×１．８／ＶＡＤＣ２ …（１）

ここで、ＶＡＤＣ１はアナログデジタルコンバータＡＤＣ１の測定値であり、ＶＡＤＣ２はアナログデジタルコンバータＡＤＣ２の測定値であり、ＶＡＤＣ１’は、補正により算出したアナログデジタルコンバータＡＤＣ１の補正電圧値であり、１．８はＶＡＤＣ２に入力される電源電圧の理論値である。

この式（１）から分かるように、本実施形態においては、高い精度の電圧を有する電源を、アナログデジタルコンバータＡＤＣ２に入力し、このアナログデジタルコンバータＡＤＣ２の電圧の測定結果を、アナログデジタルコンバータＡＤＣ２に入力されるべき電圧の理論値と比較し、この比較結果に基づいて、アナログデジタルコンバータＡＤＣ１に入力されている電圧の測定値を補正することとしている。具体的には、リニアレギュレータ１４の出力する電圧の理論値である１．８Ｖと、測定値ＶＡＤＣ２との間の誤差率を、測定値ＶＡＤＣ１に掛けることにより、補正後の電圧値ＶＡＤＣ１’を算出する。

例えば、リファレンス電源入力部３２に３．２Ｖのリファレンス電圧が入力されており、アナログデジタルコンバータＡＤＣ１に３．０Ｖの電圧が入力されている場合を考えてみる。図２及び図３から分かるように、この場合のアナログデジタルコンバータＡＤＣ１の測定値ＶＡＤＣ１は、３．０９４Ｖである。一方、アナログデジタルコンバータＡＤＣ２に入力されている精度の高い電源の電圧は、理論値通りに１．８Ｖであったとすると、その測定値ＶＡＤＣ２は、１．８５６になる。したがって、式（１）に代入して、補正後の電圧値ＶＡＤＣ１’を算出すると、３．０９４×１．８／１．８５６＝３．００１となる。このように補正後のアナログデジタルコンバータＡＤＣ１の電圧を算出することにより、高い精度の電圧測定値を得られるようになる。

図４は、リファレンス電源入力部３２に入力されているリファレンス電圧が３．２Ｖの場合において、アナログデジタルコンバータＡＤＣ１の電圧の測定値を補正しなかった場合と補正した場合を比較するための表を示す図である。また、アナログデジタルコンバータＡＤＣ１の補正をした場合でも、アナログデジタルコンバータＡＤＣ２に入力されている電源の電圧が理論値通りに１．８Ｖである場合と、１％変動して１．７８Ｖである場合とを比較して示している。図５は、図４の表をグラフ化した図である。

これら図４及び図５から分かるように、アナログデジタルコンバータＡＤＣ２に入力されている電源の電圧の精度が高いことから、補正をしない場合と比べて、補正をした場合の方が、精度よく、アナログデジタルコンバータＡＤＣ１に入力されている電圧を測定・算出できている。アナログデジタルコンバータＡＤＣ２に入力されている電圧が、理論値通りに１．８Ｖであれば、リファレンス電源入力部３２に入力されている電圧の変動はほとんどキャンセルされ、理論値通りに算出できる。

これら図４及び図５では、リファレンス電源入力部３２に入力されている電源の電圧が３．２Ｖの場合を例に説明したが、リファレンス電源入力部３２に入力されている電源の電圧が３．４Ｖの場合も同様に誤差をキャンセルできる。

図６は、本実施形態に係る情報端末が実行する電圧算出処理を説明するフローチャートを示す図である。この電圧算出処理は、ＣＰＵ１８に内蔵されているＲＯＭ４０に格納された電圧算出プログラムを、ＣＰＵ１８が読み出して実行することにより、実現される処理である。

この図６に示すように、情報端末は、まず、アナログデジタルコンバータＡＤＣ１の電圧値の測定と、アナログデジタルコンバータＡＤＣ２の電圧値の測定を、１０ｍｓ毎に行い、測定値を取得する（ステップＳ１０）。すなわち、情報端末は、リファレンス電源入力部３２に入力されているリファレンス電圧を基準として、アナログデジタルコンバータＡＤＣ１に入力されている電圧を測定し、同様に、リファレンス電源入力部３２に入力されているリファレンス電圧を基準として、アナログデジタルコンバータＡＤＣ２に入力されている電圧を測定する。本実施形態においては、この電圧値の測定を１０ｍｓ毎に行い、この測定結果を、ＣＰＵ１８に内蔵されているＲＡＭ４２に蓄積しておく。

次に、情報端末は、ステップＳ１０で取得した電圧の測定結果の過去１００回分の平均を算出する（ステップＳ１２）。具体的には、ＲＡＭ４２に格納されている過去１００回分のアナログデジタルコンバータＡＤＣ１の測定値を取得して、この平均を算出するとともに、同じくＲＡＭ４２に格納されている過去１００回分のアナログデジタルコンバータＡＤＣ２の測定値を取得して、この平均を算出する。

次に、情報端末は、式（１）を用いて、補正後のアナログデジタルコンバータＡＤＣ１の電圧値を算出する（ステップＳ１４）。具体的には、ステップＳ１２で算出したアナログデジタルコンバータＡＤＣ１の測定値の平均をＶＡＤＣ１とし、アナログデジタルコンバータＡＤＣ２の測定値の平均をＶＡＤＣ２として、式（１）に代入することにより、補正後のアナログデジタルコンバータＡＤＣ１の電圧値ＶＡＤＣ１’を算出する。そして、上述したステップＳ１０に戻る。

このことから分かるように、図６に示した電圧算出処理においては、ステップＳ１４の処理は１秒に１回の割合で実行される処理となる。但し、ステップＳ１０、ステップＳ１２で過去何回分の平均を算出するかは任意に変更可能である。

また、この平均を算出する処理を行わないようにしてもよい。平均を算出しない場合には、アナログデジタルコンバータＡＤＣ１、ＡＤＣ２の電圧を１回だけ測定し、この測定値を式（１）に代入することにより、補正後のアナログデジタルコンバータＡＤＣ１の電圧値を算出すればよい。

以上のように、本実施形態に係る情報端末によれば、誤差の大きいスイッチングレギュレータ１２から出力された電源を、リファレンス電源入力部３２に入力してリファレンス電圧として用いても、リファレンス電圧の誤差に起因するアナログデジタルコンバータＡＤＣ１の測定電圧値の誤差をキャンセルすることができる。このため、個体差の少ないアナログデジタルコンバータＡＤＣ１の電圧値を算出することができる。

このように高い精度で算出された電圧を用いることにより、例えば、バッテリー１０の残量をバッテリー１０の電圧に基づいて算出する情報端末においては、より正しい電池残量を算出して、ユーザに通知することができるようになる。

この結果、これまで、リファレンス電圧のためだけに、高い精度のリニアレギュレータの追加搭載を余儀なくされていたような場合でも、スイッチングレギュレータ１２から出力された低い精度の電源をリファレンス電圧として用いることができるようになる。このため、高い精度のリニアレギュレータを追加搭載する必要がなくなり、情報端末のコストダウンや省スペース化を図ることができる。

さらには、アナログデジタルコンバータＡＤＣ１の測定電圧値のばらつきは、温度変化や強電界などの環境要因により引き起こされることもあるが、同じ環境で測定したアナログデジタルコンバータＡＤＣ２の測定電圧値に基づいて、アナログデジタルコンバータＡＤＣ１の測定電圧値を補正するので、このような環境要因に基づくばらつきも、解消することができる。

〔第２実施形態〕
上述した第１実施形態におけるリニアレギュレータ１４の出力する電圧は、一般に、温度によって変動する。このため、第２実施形態においては、情報端末内の温度を測定し、この測定した温度に基づいて、アナログデジタルコンバータＡＤＣ２に入力されているリニアレギュレータ１４の電圧の理論値を補正することにより、より高い精度で、アナログデジタルコンバータＡＤＣ１の電圧を算出できるようにしたものである。以下、上述した第１実施形態と異なる部分を説明する。

図７は、本実施形態に係る情報端末の内部構成を説明するブロック図であり、上述した第１実施形態における図１に対応する図である。

この図７に示すように、本実施形態に係る情報端末は、第１実施形態に係る情報端末に、温度検出回路５０を追加することにより構成されている。温度検出回路５０は、例えば、サーミスタなどにより構成されており、その時点の温度に関する情報をデジタル信号に変換して、ＣＰＵ１８に出力する。

ＣＰＵ１８では、温度検出回路５０から出力された温度に関する情報を受信して、その時点における情報端末内の温度を取得する。

図８は、温度と、リニアレギュレータ１４の出力する電源の電圧との関係を表すテーブルＴＢ１０を示す図であり、図９は、これをグラフ化したものである。

これら図８及び図９に示すように、リニアレギュレータ１４は、温度が２５℃の場合には、理論値通りに１．８Ｖの電圧の電源を出力するが、それ以外の温度だと、理論値である１．８Ｖからずれた電圧の電源を出力してしまう。このため、本実施形態においては、ＣＰＵ１８は、アナログデジタルコンバータＡＤＣ２でリニアレギュレータ１４から出力された電源の電圧を測定する際に、温度検出回路５０からその時点の温度を取得し、この取得した温度に基づいて、リニアレギュレータ１４から出力されている電源の電圧の理論値を補正することとしている。

図８のテーブルＴＢ１０は、ＲＯＭ４０に格納されており、ＣＰＵ１８は任意に読み出すことが可能である。ＣＰＵ１８が取得した温度がテーブルＴＢ１０に存在しない場合には、ＣＰＵ１８は線形補完をすることにより、リニアレギュレータ１４の出力電圧の理論値を算出する。具体的には、次の式（２）を用いて、この理論値を算出する。

ＶＴ＝Ｖ（Ｔ１）＋｛Ｖ（Ｔ２）−Ｖ（Ｔ１）｝×（Ｔ−Ｔ１）／（Ｔ２−Ｔ１）
…（２）

ここで、ＴはＣＰＵ１８が温度検出回路５０から取得した温度であり、Ｔ１はテーブルＴＢ１０に存在する温度のうち、温度Ｔより低くて、且つ、最も高い温度であり、Ｔ２はテーブルＴＢ１０に存在する温度のうち、温度Ｔより高くて、且つ、最も低い温度である。つまり、Ｔ１は−２５、０、２５、５０のいずれかであり、Ｔ２は０、２５、５０、７５のいずれかであり、Ｔ１≦Ｔ≦Ｔ２の関係が成り立っている。

Ｖ（Ｔ１）は、テーブルＴＢ１０における、温度Ｔ１の場合のリニアレギュレータ１４の出力電圧であり、Ｖ（Ｔ２）は、テーブルＴＢ１０における、温度Ｔ２の場合のリニアレギュレータ１４の出力電圧である。ＶＴは、算出されたリニアレギュレータ１４の電圧の理論値である。

但し、ＣＰＵ１８は、この式（２）を用いずに、テーブルＴＢ１０に存在する温度のうち、測定した温度に最も近い温度の出力電圧をテーブルＴＢ１０から取得して、これを理論値としてもよい。

次に、図１０に基づいて、本実施形態に係る情報端末が実行する電圧算出処理について説明する。この図１０は、本実施形態に係る情報端末が実行する電圧算出処理の内容を説明するフローチャートを示す図であり、上述した第１実施形態における図６に対応している。

この図１０において、ステップＳ１０、及び、ステップＳ１２の処理は、上述した第１実施形態と同様である。

このステップＳ１２の後、本実施形態に係る情報端末は、温度検出回路５０からその時点の温度を取得する（ステップＳ１００）。

次に、情報端末は、上述した式（２）を用いて、リニアレギュレータ１４の出力する電源の電圧の論理値を算出する（ステップＳ１０２）。すなわち、ステップＳ１００で取得した温度を、上述した式（２）に代入して、リニアレギュレータ１４の出力する電源の電圧の理論値ＶＴを算出する。或いは、上述したように、テーブルＴＢ１０に存在する温度のうち、ステップＳ１００で取得した温度に最も近い温度の出力電圧をテーブルＴＢ１０から取得して、これを理論値としてもよい。

次に、情報端末は、アナログデジタルコンバータＡＤＣ２に入力されている電圧の測定値を用いて、アナログデジタルコンバータＡＤＣ１に入力されている電圧の測定値を補正する（ステップＳ１０４）。

このステップＳ１０４においては、上述した式（１）を変形した式（３）を用いる。

ＶＡＤＣ１’＝ＶＤＡＣ１×ＶＴ／ＶＡＤＣ２ …（３）

すなわち、ステップＳ１０２で算出した、リニアレギュレータ１４の電圧の理論値ＶＴを用いて、アナログデジタルコンバータＡＤＣ１の測定値の補正を行う。そして、上述したステップＳ１０に戻る。

以上のように、本実施形態に係る情報端末によっても、誤差の大きいスイッチングレギュレータ１２から出力された電源を、リファレンス電源入力部３２に入力してリファレンス電圧として用いても、リファレンス電圧の誤差に起因するアナログデジタルコンバータＡＤＣ１の測定電圧値の誤差をキャンセルすることができる。このため、個体差の少ないアナログデジタルコンバータＡＤＣ１の補正電圧値を算出することができる。

さらに、本実施形態においては、リニアレギュレータ１４の出力する電源の電圧の理論値を、周囲の温度に基づいて補正することとしたので、より高い精度で、アナログデジタルコンバータＡＤＣ１の測定電圧値を補正することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されず種々に変形可能である。例えば、情報端末の負荷が変動すると、リニアレギュレータ１４が出力する電圧も変動するおそれがある。具体的には、情報端末の負荷が大きい場合、リニアレギュレータ１４から出力される電圧も、理論値である１．８Ｖから低下する。このため、情報端末の負荷に応じて、アナログデジタルコンバータＡＤＣ２の測定値を補正することにより、さらなる精度の向上を図ることもできる。

また、上述した実施形態では、リニアレギュレータ１４は、スイッチングレギュレータ１２から電源の供給を受けることとしたが、このリニアレギュレータ１４は、スイッチングレギュレータ１２から電源の供給を受けるのではなく、別な回路から電源の供給を受けてもよい。さらには、リニアレギュレータ１４は、図１１に示すように、バッテリー１０から直接、電源の供給を受けるようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、ＣＰＵ１８がバッテリー１０の電圧を測定する場合に本発明を適用する例を説明したが、サーミスタ等の電圧を測定する場合にも、本発明を適用することができる。

また、上述した情報端末は、電圧算出装置の一例であり、パーソナルコンピュータやノート型コンバータなどの他の装置を用いて、電圧算出装置を構成することも可能である。

さらに、上述の実施形態で説明した電圧算出処理については、この処理を実行するためのプログラムをフレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc-Read Only Memory）、ＲＯＭ、メモリカード等の記録媒体に記録して、記録媒体の形で頒布することが可能である。この場合、この記録媒体に記録されたプログラムを情報端末に読み込ませ、実行させることにより、上述した実施形態を実現することができる。

また、情報端末は、オペレーティングシステムや別のアプリケーションプログラム等の他のプログラムを備える場合がある。この場合、情報端末の備える他のプログラムを活用するために、その情報端末が備えるプログラムの中から、上述した実施形態と同等の処理を実現するプログラムを呼び出すような命令を含むプログラムを、記録媒体に記録するようにしてもよい。

さらに、このようなプログラムは、記録媒体の形ではなく、ネットワークを通じて搬送波として頒布することも可能である。ネットワーク上を搬送波の形で伝送されたプログラムは、情報端末に取り込まれて、このプログラムを実行することにより上述した実施形態を実現することができる。

また、記録媒体にプログラムを記録する際や、ネットワーク上を搬送波として伝送される際に、プログラムの暗号化や圧縮化がなされている場合がある。この場合には、これら記録媒体や搬送波からプログラムを読み込んだ情報端末は、そのプログラムの復号や伸張を行った上で、実行する必要がある。

また、上述した電圧算出処理は、ソフトウェアではなくハードウェアにより実現することもできる。図１２は、この電圧算出処理をＡＳＩＣ等のハードウェアにより実現する場合の情報端末の内部構成の一例を示す図である。

この図１２に示すように、電圧算出処理をハードウェアにより実現する場合には、情報端末は、リファレンス電圧取得部１００と、第１測定部１０２と、第２測定部１０４と、補正電圧値算出部１０６とを追加で備えて構成されている。また、任意の構成要件として、温度取得部１１０を備えて構成されている。

この図１２においては、スイッチングレギュレータ１２が、第１の電圧を供給する、第１電圧供給回路に相当している。また、リニアレギュレータ１４が、第１電圧供給回路より高い精度の電圧を有する第２の電圧を供給する、第２電圧供給回路に相当している。

リファレンス電圧取得部１００は、スイッチングレギュレータ１２から供給された第１の電圧を取得して、これをリファレンス電圧とする。

第１測定部１０２は、測定対象となる電圧とリファレンス電圧とを比較することにより、測定対象となる電圧の値を測定して、これを第１測定電圧値とする。また、第２測定部１０４は、リニアレギュレータ１４から供給される第２の電圧とリファレンス電圧とを比較することにより、第２の電圧の値を測定して、これを第２測定電圧値とする。

補正電圧値算出部１０６は、第２測定電圧値を用いて、第１測定電圧値を補正することにより、補正電圧値を算出する。

より具体的には、補正電圧値算出部１０６は、リニアレギュレータ１４が供給する第２の電圧の理論値と、第２測定電圧値との間の誤差率を、第１測定電圧値に掛けることにより、補正電圧値を算出する。

温度取得部１１０は、この情報端末の内部の温度を取得する。そして、補正電圧値算出部１０６は、温度取得部１１０で取得した温度に基づいて、第２の電圧の理論値を補正する。これ以外の構成や処理は、上述した第１実施形態及び第２実施形態と同様である。

第１実施形態に係る情報端末の内部構成の一例を示す図。 リファレンス電圧が３．２Ｖ、３．３Ｖ、３．１Ｖと変動した場合における、入力電圧とその測定値との対応関係を表にして示す図。 図２の表における入力電圧と、その測定値との関係を、グラフにして示す図。 リファレンス電圧が３．２Ｖのケースで、入力電圧に対して補正を行わなかった場合と補正を行った場合とを比較して、測定値を表にして示す図（リニアレギュレータの出力電圧が理論値通りに１．８Ｖであった場合と、誤差が生じて１．７８Ｖになった場合）。 図４の表における入力電圧と、その測定値との関係を、グラフにして示す図。 第１実施形態に係る情報端末が実行する電圧算出処理の内容を説明するフローチャートを示す図。 第２実施形態に係る情報端末の内部構成の一例を示す図。 第２実施形態に係る情報端末が保持する、温度と、リニアレギュレータの出力する電圧との関係を表にして示す図。 図８の表における温度とリニアレギュレータの出力電圧との関係を、グラフにして示す図。 第２実施形態に係る情報端末が実行する電圧算出処理の内容を説明するフローチャートを示す図。 情報端末の内部構成の変形例を示す図。 電圧算出処理をハードウェアにより実現する場合における情報端末の内部構成を示す図。

符号の説明

１０ バッテリー
１２ スイッチングレギュレータ
１４ リニアレギュレータ
１６ 電圧変換部
１８ ＣＰＵ
３０ Ｉ／Ｏ電源入力部
３２ リファレンス電源入力部
３４ コア電源入力部
４０ ＲＯＭ
４２ ＲＡＭ
ＡＤＣ１、ＡＤＣ２ アナログデジタルコンバータ

Claims (9)

1. 第１の電圧を供給する、第１電圧供給回路と、
   前記第１電圧供給回路より高い精度の電圧を有する第２の電圧を供給する、第２電圧供給回路と、
   前記第１電圧供給回路から供給された前記第１の電圧を取得して、これをリファレンス電圧とする、リファレンス電圧取得手段と、
   測定対象となる電圧と前記リファレンス電圧とを比較することにより、前記測定対象となる電圧の値を測定して、これを第１測定電圧値とする、第１測定手段と、
   前記第２電圧供給回路から供給される前記第２の電圧と前記リファレンス電圧とを比較することにより、前記第２の電圧の値を測定して、これを第２測定電圧値とする、第２測定手段と、
   前記第２測定電圧値を用いて、前記第１測定電圧値を補正することにより、補正電圧値を算出する、補正電圧値算出手段と、
   を備え、
   前記補正電圧値算出手段は、前記第２電圧供給回路が供給する前記第２の電圧の理論値と、前記第２測定電圧値との間の誤差率を、前記第１測定電圧値に掛けることにより、前記補正電圧値を算出する、ことを特徴とする電圧算出装置。
2. 温度を取得する、温度取得手段をさらに備えており、
   前記補正電圧値算出手段は、前記温度取得手段で取得した温度に基づいて、前記第２の電圧の理論値を補正する、ことを特徴とする請求項１に記載の電圧算出装置。
3. 前記第１電圧供給回路に電源を供給する、バッテリーをさらに備えている、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電圧算出装置。
4. 前記第２電圧供給回路は、前記第１電圧供給回路又は前記バッテリーから電源の供給を受ける、ことを特徴とする請求項３に記載の電圧算出装置。
5. 前記第１測定手段は、前記バッテリーの電圧を、前記測定対象となる電圧とする、ことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の電圧算出装置。
6. 前記第１電圧供給回路は、スイッチングレギュレータにより構成されており、前記第２電圧供給回路は、リニアレギュレータにより構成されている、ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の電圧算出装置。
7. 第１の電圧を供給する、第１電圧供給回路と、前記第１電圧供給回路より高い精度の電圧を有する第２の電圧を供給する、第２電圧供給回路とを、備える電圧算出装置における電圧算出方法であって、
   前記第１電圧供給回路から供給された前記第１の電圧を取得して、これをリファレンス電圧とするステップと、
   測定対象となる電圧と前記リファレンス電圧とを比較することにより、前記測定対象となる電圧の値を測定して、これを第１測定電圧値とするステップと、
   前記第２電圧供給回路から供給される前記第２の電圧と前記リファレンス電圧とを比較することにより、前記第２の電圧の値を測定して、これを第２測定電圧値とするステップと、
   前記第２電圧供給回路が供給する前記第２の電圧の理論値と、前記第２測定電圧値との間の誤差率を、前記第１測定電圧値に掛けることにより、前記第１測定電圧値の補正電圧値を算出するステップと、
   を備えることを特徴とする電圧算出方法。
8. 第１の電圧を供給する、第１電圧供給回路と、前記第１電圧供給回路より高い精度の電圧を有する第２の電圧を供給する、第２電圧供給回路とを、備える電圧算出装置において電圧を算出するためのプログラムであって、
   前記第１電圧供給回路から供給された前記第１の電圧を取得して、これをリファレンス電圧とするステップと、
   測定対象となる電圧と前記リファレンス電圧とを比較することにより、前記測定対象となる電圧の値を測定して、これを第１測定電圧値とするステップと、
   前記第２電圧供給回路から供給される前記第２の電圧と前記リファレンス電圧とを比較することにより、前記第２の電圧の値を測定して、これを第２測定電圧値とするステップと、
   前記第２電圧供給回路が供給する前記第２の電圧の理論値と、前記第２測定電圧値との間の誤差率を、前記第１測定電圧値に掛けることにより、前記第１測定電圧値の補正電圧値を算出するステップと、
   を電圧算出装置に実行させるためのプログラム。
9. 第１の電圧を供給する、第１電圧供給回路と、前記第１電圧供給回路より高い精度の電圧を有する第２の電圧を供給する、第２電圧供給回路とを、備える電圧算出装置において電圧を算出するためのプログラムが記録された記録媒体であって、
   前記第１電圧供給回路から供給された前記第１の電圧を取得して、これをリファレンス電圧とするステップと、
   測定対象となる電圧と前記リファレンス電圧とを比較することにより、前記測定対象となる電圧の値を測定して、これを第１測定電圧値とするステップと、
   前記第２電圧供給回路から供給される前記第２の電圧と前記リファレンス電圧とを比較することにより、前記第２の電圧の値を測定して、これを第２測定電圧値とするステップと、
   前記第２電圧供給回路が供給する前記第２の電圧の理論値と、前記第２測定電圧値との間の誤差率を、前記第１測定電圧値に掛けることにより、前記第１測定電圧値の補正電圧値を算出するステップと、
   を電圧算出装置に実行させるためのプログラムが記録された記録媒体。

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