JP4588747B2

JP4588747B2 - 電子機器の電源制御回路

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Publication number: JP4588747B2
Application number: JP2007204949A
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Inventors: 治吉川
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Publication date: 2010-12-01
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Description

本発明は、バッテリーの電源電圧を異なる電圧に昇降圧して電子デバイスに供給する電子機器の電源制御回路に関し、更に詳しくは、別に起動させる電源制御用のコントローラを用いずに、電子デバイス自体で電子デバイスに供給される電源を制御する電子機器の電源制御回路に関する。

従来の携帯無線通信機器１００は、図６に示すように、外部との無線通信を制御する通信モジュール１０１と、無線通信のデータを生成する為の入力手段１０２、表示手段１０３等と、これらの全体の動作を制御するマイクロコンピュータ１０４とを備え、携帯無線通信機器１００に内蔵のこれらの回路部品、モジュールは、機器１００へ着脱自在のバッテリー１０５を電源として動作している（特許文献１参照）。

このような携帯無線通信機器１００では、外部電源の供給を受けないバッテリー１０５の動作寿命をできるだけ引き延ばす必要があり、操作者が機器１００を使用しない間、バッテリー１０５からの電源供給を停止させる為に、操作者が入力操作可能な電源／復帰スイッチ１０６を備えている。しかしながら、電源／復帰スイッチ１０６を操作して、通信モジュール１０１に電源を供給し起動させた後であっても、通信相手先との通信が確立できない場合には、その後の無駄な電力消費を防ぐために、バッテリー１０５の電源供給を遮断する必要があり、一方、電源／復帰スイッチ１０６を操作して、通信モジュール１０１への電源供給を停止しようとしても、その前に、通信が確立している外部の通信相手先との通信終了処理、通信中のデータ記憶などの終了処理が必要であり、電源／復帰スイッチ１０６の操作によって、直接通信モジュール１０１を電源制御することはできなかった。

そこで、通信モジュール１０１の電源制御は、電源／復帰スイッチ１０６の操作データを入力したマイクロコンピュータ１０４が行っている。すなわち、操作者が携帯無線通信機器１００全体を起動させようとして電源／復帰スイッチ１０６を操作した場合には、マイクロコンピュータ１０４が、通信モジュール１０１へバッテリー１０５からの電源供給制御を行い、通信相手先との通信が確立できない場合には、電源の遮断制御を行う。また、操作者が無線通信を終了して携帯無線通信機器１００全体を停止させようとして電源／復帰スイッチ１０６を操作した場合には、マイクロコンピュータ１０４は、通信モジュール１０１が通信終了処理を行った後に、バッテリー１０５からの電源供給を遮断する制御を行う。

ところで、このような携帯無線通信機器に用いられるバッテリー１０５は、１．５Ｖの直流電圧を出力する電池であり、１．８Ｖで動作するマイクロコンピュータ等の回路部品に対しては、２個の電池を直列に接続して３．０Ｖの出力電圧として、電源を供給している。しかしながら、ブルートゥース（商標）による近距離無線通信の制御に使用されるブルートゥース通信モジュールなどの一部の通信モジュールは、動作電圧が３．３Ｖ若しくは３．５Ｖであり、３．０Ｖの出力電圧をこれらの動作電圧へ昇圧する昇圧回路が必要となるので、昇圧した別の電源回路を設けている（特許文献２参照）。

この他の従来の携帯無線通信機器１１０を、図７を用いて説明すると、通信モジュール１１１は、通信電源スイッチ１１２を介して電源Ａに接続し、また、マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）１１３ａ、入力手段１１３ｂ、表示手段１１３ｃ等からなるデータ処理モジュール１１３は、電源制御回路１１４を介して、電源Ｂに接続している。電源Ａと電源Ｂは、それぞれ同一の充電回路１１５で充電されるものであるが、電源Ａは、充電電圧を昇圧する昇圧回路を内蔵し、電源Ｂの出力電圧に対して、比較的高い電源電圧を出力し通信モジュール１１１を動作させている。

従って、通信モジュール１１１とデータ処理モジュール１１３は、それぞれ通信電源スイッチ１１２若しくは電源制御回路１１４によって独立した電源制御が可能であり、データ通信機能のみ、又はデータ処理機能のみを使用する場合に、使用しない他側のモジュールへの電源供給を停止し、バッテリー（電源Ａ、電源Ｂ）の電力消費を節約している。一方、通信を終了させようとして通信電源スイッチ１１２を操作し、通信モジュール１１１への電源供給を遮断すると、直ちに通信モジュール１１１の動作が停止し、その後の通信終了処理ができないものとなるので、通信電源スイッチ１１２は、ＣＰＵ１１３ａによる制御を可能とし、通信モジュール１１１が通信終了処理を行った後に、ＣＰＵ１１３が、通信電源スイッチ１１２を制御し、通信モジュール１１１への電源を遮断させている。

特開２００３−１０２０７３号公報（明細書項目００１９乃至００２３、図２）特開２００２−３２１５８号公報（明細書項目００４３乃至００４６、図３）

上述の従来の携帯無線通信機器１００、１１０は、いずれも通信モジュール１０１、１１１の電源制御を、マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）１０４、１１３ａによって行うので、通信モジュール１０１、１１１が把握する通信開始の際の通信相手先との通信確立状況、通信終了時の通信処理の状況を表すデータを、その都度マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）１０４、１１３ａへ出力する必要があり、電源制御が煩雑で処理に時間を要するとものとなっていた。

また、携帯無線通信機器は、無線通信中にバッテリーの消耗によって通信モジュールの動作が停止しないように、バッテリーの電源電圧を監視する電圧検出回路と、バッテリーが消耗している場合に交換を促すためにその監視結果を表示する表示手段を設ける必要があり、携帯無線通信機器１００では、電源／復帰スイッチ１０６に、この電圧検出回路と、電池残量を表示する発光表示素子が備えられている。

しかしながら、外部から入力操作する電源／復帰スイッチ１０６に、電圧検出回路を備えるには、構造上、Ａ／Ｄコンバータのような別の電圧検出用回路部品を用意する必要があり、また、電圧検出回路でバッテリーの消耗状況を検出する毎に、そのデータを通信モジュールへ出力しなければならない。更に、携帯無線通信機器には、通信モジュール１０１の動作状況（通信状況）を操作者へ知らせる為の発光表示素子が通信モジュール１０１に接続されているにもかかわらず、上述の電池残量を表示する発光表示素子を別に設けなければならなかった。

このような理由から、通信モジュール１０１、１１１自体で、昇圧回路を含む電源制御を行えば、マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）１０４、１１３ａとの通信状況のデータ入出力を行わう必要がなく、起動する通信モジュールへ電圧検出回路を内蔵することによって、常時バッテリーの電源電圧を検出でき、更に、内蔵の電圧検出回路によってバッテリーの電源電圧を検出できるので、通信状況を操作者へ知らせる為の発光表示素子で、バッテリーの残量を表示できる。

従って、通信モジュール自体で、電源制御を行うことが要望さているが、上述したように、バッテリーの出力電圧を昇圧して通信モジュールを動作させる昇圧回路を含む電源制御回路を有する携帯無線通信機器では、これを実現することができなかった。すなわち、操作者が電源スイッチをＯＮ操作し、昇圧回路を動作させて通信モジュールを起動させた後に、通信相手先との通信が確立できない、バッテリーの電電電圧不足などの理由で起動した通信モジュールが昇圧回路の動作を停止させる制御信号を出力したとすると、電源スイッチがＯＮ操作している状態で、昇圧回路の動作を停止させる制御が働いているので、上記理由が解消しても、再び昇圧回路を動作させて通信モジュールを起動させることができないと考えられていたからである。

また、一般に通信機器を起動若しくは停止させる電源スイッチは、電源の入り切りの状態を視覚的に操作者に知らせるために、操作摘みが電源入りと電源切りで異なるポジションとなるスライドスイッチが用いられている。このスライドスイッチを電源スイッチとして昇圧回路の動作を制御する場合には、通信機器の動作を停止させている間にバッテリーの電力が消耗しないように、昇圧回路の制御端子に「Ｈ」レベルの制御信号を出力する操作摘みのポジションで、昇圧回路が動作するように設定する必要がある。一方、上述した通信モジュール自体で電源制御を行う場合に、起動させた通信モジュールから昇圧回路の動作を停止させる場合があるが、スライドスイッチが「Ｈ」レベルの制御信号を出力するポジションとなっているので、通信モジュールから昇圧回路を停止させることができない。また、通信機器の動作を停止させようとして、スライドスイッチを「Ｌ」レベルの制御信号を出力するポジションとすると、直ちに昇圧回路の動作が停止してしまうので、通信モジュールで通信終了処理を行うことができない。従って、このように携帯無線通信機器内の通信モジュールから制御する電源制御回路に外部から操作手段として併用する電源スイッチには、スライドスイッチは適さないものであった。

本発明は、このような従来の問題点を考慮してなされたものであり、電源スイッチに連動して動作するマイクロコンピュータによることなく、昇降圧回路により昇降圧された電源の供給を受ける電子デバイス自体で、昇圧回路の動作を含む電源を制御する電子機器の電源制御回路を提供することを目的とする。

また、電子機器内の電子デバイスから制御する電源制御回路に外部からの操作手段として併用する電源スイッチに、その操作位置から制御状態が明瞭なスライドスイッチを用いた電子機器の電源制御回路を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、請求項１の電子機器の電源制御回路は、第１電圧の電源を出力するバッテリーと、第１電圧と異なる第２電圧で動作する電子デバイスと、前記バッテリーと前記電子デバイスとの間に接続され、制御端子にＯＮ信号が入力されている間、第１電圧を第２電圧に昇降圧して前記電子デバイスに供給する昇降圧回路と、前記昇降圧回路の制御端子へＯＮ信号を出力し、前記電子デバイスを起動させるトリガー信号と、前記電子デバイスの動作を停止させる停止信号とを、入力操作に応じて出力する電源スイッチとを備え、前記電子デバイスは、前記昇降圧回路の制御端子へＯＮ信号を出力するＯＮ制御端子と、前記電源スイッチから停止信号を入力するＯＦＦ制御端子とを有し、前記電源スイッチから出力するトリガー信号は、少なくとも起動させた前記電子デバイスが連続動作の判定を行うまでの第１時間、前記昇降圧回路の制御端子へＯＮ信号を連続出力し、トリガー信号の出力により起動した前記電子デバイスは、前記電子デバイスの連続動作と判定した場合に、前記昇降圧回路の制御端子へＯＮ信号を連続出力し、連続動作中の前記電子デバイスは、ＯＦＦ制御端子に停止信号が入力されると、所定の終了処理を行った後に、前記昇降圧回路の制御端子へのＯＮ信号の連続出力を停止する電子機器の電源制御回路であって、
電源スイッチは、基準電位にある前記バッテリーの低圧側端子に接続する第１ポジションと、基準電位に対して第１電圧の第１電位にある前記バッテリーの高圧側端子に接続する第２ポジションとの間で移動するコモン端子を、前記電子デバイスのＯＦＦ制御端子へ接続させたスライドスイッチであり、前記コモン端子に一側電極を接続させたコンデンサと、アノードを基準電位とし、カソードを前記コンデンサの他側電極に接続させた第１ダイオードと、前記コンデンサと前記第１ダイオードの接続点にアノードを接続させ、基準電位と第１電位との間の設定電位以上の電圧印加をＯＮ信号の入力とする前記昇降圧回路の制御端子にカソードを接続させた第２ダイオードと、前記電子デバイスのＯＮ制御端子にアノードを接続し、前記昇降圧回路の制御端子にカソードを接続させた第３ダイオードとを、更に備え、前記コモン端子が基準電位から第１電位としたときに、前記第１ダイオードを流れる充電電流により、前記コンデンサの他側電極の電位が、第１電位から設定電位まで低下する時間が少なくとも第１時間となるように前記コンデンサの容量を設定し、前記コモン端子を第１ポジションから第２ポジションに切り換える入力操作に応じて、前記スライドスイッチは、前記コモン端子を基準電位から第１電位とするトリガー信号を出力し、前記第２ダイオードを介して第１時間以上前記昇降圧回路の制御端子へ設定電位以上の電圧を印加し、トリガー信号の出力により起動した前記電子デバイスは、前記電子デバイスの連続動作と判定した場合に、ＯＮ制御端子から前記第３ダイオードを介して前記昇降圧回路の制御端子へ設定電位以上の電圧を連続して印加し、前記コモン端子を第２ポジションから第１ポジションに切り換える入力操作に応じて、前記スライドスイッチは、前記コモン端子を第１電位から基準電位とする停止信号を出力し、連続動作中の前記電子デバイスは、ＯＦＦ制御端子の電位が第１電位と基準電位間の所定の判定電位未満となることを停止信号の入力として、所定の終了処理を行った後に、ＯＮ制御端子から前記昇降圧回路の制御端子への設定電位以上の電圧印加を停止することを特徴とする。

電子デバイスを起動させる電源スイッチから出力されるトリガー信号は、少なくとも起動させた電子デバイスが連続動作の判定を行うまでの第１時間、昇降圧回路の制御端子へＯＮ信号を出力するだけなので、起動した電子デバイスが動作電圧不足、障害の発生等の理由で連続動作と判定できず、昇降圧回路の動作を停止させた場合には、電源制御回路全体が、トリガー信号を出力する前の動作停止状態にもどり、トリガー信号を出力する電源スイッチの操作によって、電子デバイスが起動される。

電源スイッチから、電子デバイスの動作を停止させる停止信号を出力した場合にも、連続動作中の電子デバイスは、所定の終了処理を行った後に、昇降圧回路を動作させるＯＮ信号の連続出力を停止するので、電源制御回路全体が、トリガー信号を出力する前の動作停止状態にもどり、トリガー信号を出力する電源スイッチの操作によって、電子デバイスを再起動できる。

スライドスイッチのコモン端子を第１ポジションから第２ポジションへ入力操作すると、コンデンサの他側電極の電位は、基準電位から第１電位に変化し、スライドスイッチの内部抵抗及び第１ダイオードの抵抗とコンデンサの容量によって定まる時定数に従って、少なくとも第１時間が経過した後設定電位未満となる。コンデンサの他側電極に第２ダイオードを介して接続する昇圧回路の制御端子の電位は、コモン端子を第２ポジションへ移動操作した後、第１時間が経過するまで設定電位以上の電圧が印加されので、第１時間以上ＯＮ信号が入力され、コモン端子を第１ポジションから第２ポジションへ移動させるスライドスイッチの入力操作でトリガー信号を出力できる。

トリガー信号の出力により起動した電子デバイスは、電子デバイスの連続動作と判定した場合に、ＯＮ制御端子から第３ダイオードを介して昇降圧回路の制御端子へ設定電位以上の電圧を連続して印加するので、連続したＯＮ信号が出力される。

スライドスイッチのコモン端子を第２ポジションから第１ポジションへ入力操作すると、コモン端子の電位は第１電位から基準電位となり、連続動作中の電子デバイスは、ＯＦＦ制御端子の電位が所定の判定電位未満となることを停止信号の入力とし、通信終了処理を行った後に、ＯＮ制御端子から昇降圧回路の制御端子への設定電位以上の電圧印加を停止する。

請求項２の電子機器の電源制御回路は、電子デバイスが、電圧検出スイッチを介してバッテリーに接続し、バッテリーの電源電圧を監視する電圧検出回路を有し、電圧検出スイッチは、電子デバイスのＯＮ制御端子がＯＮ信号を出力している間、バッテリーと電圧検出回路間を接続するように動作することを特徴とする。

電子デバイスが電圧検出回路を有するので、起動中にバッテリーの電圧情報を外部の電圧検出回路から定期的に得る必要がなく、バッテリーの消耗が速やかに検出される。

また、電子デバイスに電源が供給されずに停止している間は、電圧検出回路へも電流が流れないので、電子デバイスが起動中にのみ電圧検出回路を動作させるようなスイッチを備える必要がない。

請求項３の電子機器の電源制御回路は、電圧検出回路が、所定値以下に低下したバッテリーの電源電圧を検出すると、電子デバイスは、所定の終了処理を行った後に、昇降圧回路の制御端子へのＯＮ信号の連続出力を停止することを特徴とする。

バッテリーが消耗して電子デバイスへの電源の供給が停止される前に、電子デバイスは、所定の終了処理を行った後に、昇圧回路の動作が停止し電源の供給が停止する。

請求項４の電子機器の電源制御回路は、電子デバイスが、外部との無線通信を制御する通信モジュールであり、連続動作中の通信モジュールは、ＯＦＦ制御端子に停止信号が入力されると、通信終了処理を行った後に、前記昇降圧回路の制御端子へのＯＮ信号の連続出力を停止することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、電子デバイスへの電源制御を、電源復帰、監視用に他の一部の回路を動作させておかずに、電子デバイス自体の処理、判断で行わせるので、動作を停止している間に、一部の回路を動作させるためのバッテリーの消耗がなく、携帯無線通信機器を長時間使用することができる。

また、マイクロコンピュータなどの他の制御素子を用いず、自らが電源を供給する昇降圧回路の動作を制御するので、電子デバイスから、電源制御のためのデータを他のコントローラなどの素子へ出力する必要がなく、電源制御の処理を迅速に実行できる。

また、電子デバイスに、バッテリーの電源電圧を監視する電圧検出回路を内蔵させることが可能で、電圧検出回路でバッテリーの電源電圧を任意に検出することができ、バッテリーが消耗している場合には、迅速に昇降圧回路の動作を停止して、電子機器の全体を、トリガー信号を出力する前の動作停止状態に戻すことができる。

また、入力操作した後のスイッチ回路の状態が変化しないスライドスイッチを電源スイッチとして用いても、入力操作後の少なくとも第１時間のみＯＮ信号を出力するトリガー信号を出力することができ、電源投入状態と、遮断状態がその操作位置から明瞭なスライドスイッチを使用することができる。

請求項２の発明によれば、電子デバイスが電圧検出回路を有するので、起動中に常時バッテリーの電圧情報を得ることができる。

更に、電子デバイスに電源を供給しない間は、電圧検出回路へも無駄な電流が流れないので、別に電圧検出回路とバッテリー間を遮断するスイッチ機能を設ける必要がなく、回路構成が簡略化される。

請求項３の発明によれば、バッテリーの消耗による動作の異常停止前に、所定の終了処理をおこなうことができる。

請求項４の発明によれば、マイクロコンピュータなどの他の制御素子を用いず、通信モジュールの自らが電源を供給する昇圧回路の動作を制御するので、通信モジュールから、電源制御のために通信確立状況、通信終了時の通信処理の状況を表すデータを他のコントローラなどの素子へ出力する必要がなく、電源制御の処理が簡単で迅速に実行できる。

以下、本発明の第１実施の形態に係る電子機器の電源制御回路１を、図１と図２を用いて説明する。図１は、電源制御回路１を備えた携帯無線通信機器１０の回路図、図２は、電源制御回路１の各部の信号波形を示す波形図である。

本実施の形態に係る電子機器は携帯無線通信機器１０であり、具体的には、近距離無線通信技術であるブルートゥース（商標）を用いて、被制御機器を遠隔制御するリモートコントロール送信機である。ブルートゥースは、免許なしで自由に使うことのできる２．４５ＧＨｚ帯の電波を利用するもので、赤外制御信号を用いる従来の遠隔制御方式と比較して、バッテリーの消費電力が小さく、機器間の距離が１０ｍ以内であれば、障害物があっても制御信号が到達することから、家庭内等で使用する携帯のリモートコントロール送信機に採用されつつある。

しかしながら、このブルートゥースによる無線通信を制御する通信モジュールは、通常のマイクロコンピュータなどに比べて動作電圧が高く、外部機器（被制御機器）との無線通信を制御する図１に示すブルートゥース通信モジュール２も、直流１．５Ｖを出力電圧とするバッテリー３を２個直列に接続しても得られない３．５Ｖの電圧で動作するので、昇圧回路４で３．５Ｖに昇圧した出力電圧を供給し、動作させている。また、ブルートゥース通信モジュール２は、ペアリングした特定の被制御機器との無線通信の開始及び終了の際に、所定の通信確立処理と通信終了処理を行う必要があるので、通信モジュール２を含む携帯無線通信機器１０の全体にバッテリー３、３の電源を供給し、若しくは電源を遮断する電源スイッチ５で直接通信モジュール２の電源を制御することができず、後述する電源制御のために、電源スイッチ５の停止信号を入力するＯＦＦ制御端子ＰＷＩと、昇圧回路４の動作を制御するＯＮ信号を出力するＯＮ制御端子ＰＷとを有してる。

通信モジュール２は、また、Ａ／Ｄコンバータから構成される電圧検出回路７を内蔵し、その入力端子を一対の電圧検出スイッチ６、６を介して一対の各バッテリー３、３に接続させることによって、各バッテリー３、３の電源電圧を監視可能としている。一対の電圧検出スイッチ６、６は、ＯＮ制御端子ＰＷがＯＮ信号を出力する間に閉じ制御され、電圧検出回路７の入力端子を各バッテリー３、３に接続させている。

図中８_Ｂ、８_Ｇ、８_Ｙは、それぞれ青色、緑色、黄色の発光ダイオードであり、３個の発光ダイオード８の点灯若しくは点滅を組み合わせて、被制御機器との無線通信状況と電圧検出回路７で検出する各バッテリー３、３の電源電圧情報を表示し、操作者が確認できるようにしている。

携帯無線通信機器１０は、操作者によるデータ入力手段として、タッチパッドへの操作位置を検出するタッチパッドモジュール９を備え、タッチパッドモジュール９に接続するメインコントローラ１１は、タッチパッドモジュール９が検出した操作位置から対応するデータを図示しない記憶部から読み出し、そのデータが被制御機器を制御する制御データである場合には、通信モジュール２へ出力する。通信モジュール２は、入力された制御データをブルートゥースのフォーマットに従った無線通信信号に含めて、被制御機器へ送信し、被制御機器を遠隔制御する。これらのタッチパッドモジュール９とメインコントローラ１１とは、通信モジュール２が無線通信を行わない間は起動させる必要がないので、通信モジュール２による電源制御で起動するようになっている。

昇圧回路４は、２個のバッテリー３、３を直列に接続して出力される３．０Ｖの電源電圧を３．５Ｖに昇圧して、通信モジュール２、メインコントローラ１１等へ供給するものであり、その制御端子４ａに例えば０．８Ｖと設定する設定電位Ｖ_ＴＤ以上の電圧を印加するＯＮ信号が入力されたときに、昇圧動作を行うように設定されている。以下、本明細書では０．８Ｖの設定電位Ｖ_ＴＤ以上の電圧信号をＯＮ信号という。尚、昇圧回路４の制御端子４ａの電位は、制御端子４ａにＯＮ信号の入力が途絶えると、昇圧回路４内を通して流れる放電電流によって設定電位Ｖ_ＴＤ未満に低下するようなっている。

本実施の形態に係る電源スイッチ５は、自動復帰し、押圧操作を行っている間にのみ押圧操作信号を出力するモーメント動作型プッシュスイッチであり、操作摘みと一体で可動する可動接点５ｂは、操作摘みを押圧操作している間にバッテリー３の高圧側端子３ａに接続する固定接点５ａへ接続して３Ｖの電位となり、押圧操作せず自動復帰している間に、接地された固定接点５ｃに接続し接地電位となる。

可動接点５ｂは、カソードが昇圧回路４の制御端子４ａに接続させた逆流防止ダイオード１２のアノードと、アノードを通信モジュール２のＯＦＦ制御端子ＰＷＩに接続させた逆流防止ダイオード１３のカソードに接続し、電源スイッチ５を押圧操作している間に、電源スイッチ５の可動接点５ｂからＯＮ信号を出力するようにしている。逆流防止ダイオード１３のアノードは、更に、カソードに可動接点５ｂからＯＮ信号が入力された際に、ＯＦＦ制御端子ＰＷＩへ後述する停止信号となるＯＮ信号が入力されるように、プルアップ抵抗１７を介して昇圧回路４の出力電源線１６に接続している。

また、昇圧回路４の制御端子４ａは、アノードを通信モジュール２のＯＮ制御端子ＰＷに接続させた逆流防止ダイオード１４のカソードと、昇圧回路４の出力電源線１６に介在する遮断スイッチ１５の制御端子にも接続している。遮断スイッチ１５は、昇圧回路４の制御端子４ａにＯＮ信号が入力されない間、すなわち、昇圧回路４の動作が停止している間に開動作し、昇圧回路４の出力を携帯無線通信機器１０の各回路から完全に遮断し、動作停止中の各回路にバッテリー３、３から漏れ電流が流れ出ないようにしている。

以下、このように構成された電源制御回路１の動作を説明する。携帯無線通信機器１０全体の動作を停止させている停止状態では、電源スイッチ５を押圧操作していないので、可動接点５ｂは接地電位で昇圧回路４の制御端子４ａにはＯＮ信号が入力されないので、昇圧回路４の動作は停止し、遮断スイッチ１５も開制御され、バッテリー３、３から電流が流れない。

携帯無線通信機器１０を起動させる為に操作者が電源スイッチ５を押圧操作すると、可動接点５ｂの電位は接地電位から３Ｖとなり、図２のニに示すように、逆流防止ダイオード１２を介して昇圧回路４の制御端子４ａにＯＮ信号が入力され、昇圧回路４が昇圧動作を開始するとともに、遮断スイッチ１５が閉じ、３．５Ｖに昇圧した出力電圧が出力電源線１６を介して通信モジュール２に供給され、通信モジュール２が起動する。

起動した通信モジュール２は、ペアリングした特定の被制御機器との通信確立処理をブートプログラムにより実行し、通信が確立できた場合には、図２のハに示すように、ＯＮ制御端子ＰＷから逆流防止ダイオード１４を介して昇圧回路４の制御端子４ａへＯＮ信号を連続出力する。ＯＮ制御端子ＰＷからＯＮ信号を連続出力する通信モジュール２は、その後に電源スイッチ５の押圧操作を中止しても、図２のニに示すように、昇圧回路４の制御端子４ａへＯＮ信号が入力されているので、昇圧回路４が動作を停止することがなく、通信モジュール２は、３．５Ｖの電圧の供給を受けて連続動作する。また、メインコントローラ１１とタッチパッドモジュール２等の携帯無線通信機器１０内の他の回路、回路素子は、連続動作する通信モジュール２の電源制御によって起動する。

一方、このＯＮ制御端子ＰＷがＯＮ信号を出力するまでの同図に示すＴ_１時間経過前に電源スイッチ５の押圧操作を中止すると、昇圧回路４の動作が停止し、通信モジュール２は連続動作に移行しない。つまり、電源スイッチ５は、ＯＮ制御端子ＰＷがＯＮ信号を出力するまでのＴ_１時間以上の押圧操作で、通信モジュール２を連続動作させるトリガー信号を発生する。

また、起動させた通信モジュール２が通信確立処理を行っても、特定の被制御機器との通信が確立できない場合など、通信モジュール２を連続動作できない所定の理由が発生した場合には、図２のハ’に示すように、ＯＮ制御端子ＰＷを接地電位の状態としてＯＮ信号を出力しない。その結果、電源スイッチ５の押圧操作を解除した時点で、昇圧回路４の制御端子４ａへのＯＮ信号の入力は途絶え（同図のニ’）、昇圧回路４の動作は停止して（同図のロ’）、携帯無線通信機器１０の全体が停止状態に戻る。

連続動作している通信モジュール２は、通信モジュール２自体による電源制御若しくは操作者による電源スイッチ５の押圧操作によって、その連続動作を停止する。前者は、例えば通信モジュール２が、通信障害など連続動作を停止させる必要があると判断した場合である。以下、この一例を、通信モジュール２がバッテリー３、３の電源電圧不足と判断し、連続動作を停止する場合で説明する。

通信モジュール２が連続動作している間は、ＯＮ制御端子ＰＷからＯＮ信号が連続出力されているので、電圧検出スイッチ６、６が閉じ制御され、電圧検出回路７は、各バッテリー３、３の電源電圧を監視可能となっている。電圧検出回路７が、バッテリー３、３の電源電圧からバッテリー３の消耗を検出した場合に、通信モジュール２は、３個の発光ダイオード８の点灯若しくは点滅制御して、操作者へバッテリー３、３の交換若しくは充電を促すとともに、通信相手先との通信終了処理と、携帯無線通信機器１０内の他の回路、モジュールへの電源供給を停止し（以下、終了処理という）、各回路、回路素子の動作を停止させる。その後、ＯＮ制御端子ＰＷの電位を接地電位として、連続出力しているＯＮ信号の出力を停止し、昇圧回路４の動作を停止させる。その結果、通信モジュール２への電源供給が停止され、携帯無線通信機器１０の全体を停止状態にもどる。

後者の操作者による電源スイッチ５の押圧操作は、通信モジュール２が連続動作している間に、電源スイッチ５を所定時間押圧操作する。この押圧操作の間、可動接点５ｂに接続する逆流防止ダイオード１３のカソード側は、接地電位から３Ｖの電位となり、逆流防止ダイオード１３に逆電圧が加わる。その結果、接地電位となっていたＯＦＦ制御端子ＰＷＩの電位は、プルアップ抵抗１７を介して接続する出力電源線１６の３．５Ｖの電位となり、図２のホに示すように、押圧操作の間にＯＦＦ制御端子ＰＷＩにＯＮ信号が入力されることになる。連続動作中の通信モジュール２は、ＯＦＦ制御端子ＰＷＩに入力されるＯＮ信号を、通信モジュール２の動作停止を求める停止信号とみなし、終了処理後に、図２のハに示すように、ＯＮ制御端子ＰＷから連続出力しているＯＮ信号の出力を停止し、昇圧回路４の動作を停止させる。その結果、通信モジュール２への電源供給が停止され、携帯無線通信機器１０の全体を停止状態にもどる。

上述の第１実施の形態に係る電源制御回路１では、モーメント動作型プッシュスイッチを電源スイッチ５とするので、ＯＮ制御端子ＰＷがＯＮ信号を出力するまでのＴ_１時間経過前に電源スイッチ５を押圧操作を解除すると起動させることができず、また、押圧操作後の操作位置は、常に操作前の位置に復帰するので、その操作位置から電源投入状態を知ることができない。

本発明の第２の実施の形態に係る電源制御回路２０は、電源スイッチ２１としてスライドスイッチを用いて、この問題を解決したものであり、以下、第２実施の形態に係る電子機器の電源制御回路２０を、図３乃至図５を用いて説明する。図３は、電源制御回路２０を備えた携帯無線通信機器３０の回路図、図４は、電源制御回路２０の要部回路図、図５は、図３の各部の信号波形を示す波形図である。尚、上述の携帯無線通信機器１０と実質的に同一若しくは同様に作用する構成については、同一の番号を付してその詳細な説明を省略する。

電源スイッチ２１は、操作摘みと一体にスライドする可動接点２１ｂを、バッテリー３の高圧側端子３ａに接続する固定接点２１ａと、接地された固定接点２１ｃ間で移動させるスライドスイッチであり、操作摘みが固定接点２１ａ側にスライドする電源投入ポジションで可動接点２１ｂは、３Ｖの電位となり、固定接点２１ｃ側にスライドする電源遮断ポジションで接地電位となる。

可動接点５ｂは、第１実施の形態と同様に、アノードを通信モジュール２のＯＦＦ制御端子ＰＷＩに接続させた逆流防止ダイオード１３のカソードと、逆流防止ダイオード１２のアノード側に接続するが、逆流防止ダイオード１２のアノードとの間に遅延用コンデンサ２２を接続させている。図４に示すように、可動接点２１ｂに接続する遅延用コンデンサ２２の一側電極２２ａに対して他方の逆流防止ダイオード１２のアノードに接続する他側電極２２ｂは、アノードを接地させた充電用ダイオード２３のカソードに接続させている。

遅延用コンデンサ２２の容量は、他側電極２２ｂの電位が充電用ダイオード２３を流れる充電電流によって３．０Ｖの電源電圧から０．８Ｖの設定電位Ｖ_ＴＤまで低下する充電時間Ｔ_２が、通信モジュール２のＯＮ制御端子ＰＷからＯＮ信号が出力されるまでの時間するまでの図５に示す時間Ｔ_１より少なくとも長い時間となるように設定する。すなわち、充電時間Ｔ_２は、スライドスイッチ２１やダイオード２３の内部抵抗などの充電パスに存在する抵抗の総和と、コンデンサ２２の容量との積に依存するので、コンデンサ２２の容量に依存する充電時間Ｔ_２が時間Ｔ_１より長くなるように容量を調整する。

昇圧回路４は、図４に示すように、制御回路４ａに接続するＣＥ端子にＯＮ信号が入力されている間、Ｖｓｓ端子とＧＮＤ端子間をスイッチング動作するスイッチングモジュール２４と、一側をバッテリー３の高圧側端子３ａに他側をスイッチングモジュール２４のＶｓｓ端子へ接続させた昇圧コイル２５と、スイッチングモジュール２４のＶｏｕｔから出力される昇圧出力を整流平滑化する整流ダイオード２６及び平滑コンデンサ２７とを備えている。

昇圧回路４の制御回路４ａは、ＣＥ端子の他に、ＰチャンネルＭＯＳ形ＦＥＴの動作を制御するＮチャンネルＭＯＳ形ＦＥＴ２８のゲートへも接続し、制御回路４ａにＯＮ信号が入力されている間に、遮断スイッチ１５となるＰチャンネルＭＯＳ形ＦＥＴのドレイン−ソース間が導通するようになっている。

従って、昇圧回路４の制御回路４ａにＯＮ信号が入力されている間は、スイッチングモジュール２４が所定の周期でスイッチング動作するとともに、ＰチャンネルＭＯＳ形ＦＥＴ１５のドレイン−ソース間が導通し、スイッチングモジュール２４のＶｏｕｔから出力される昇圧出力は、整流ダイオード２６と平滑コンデンサ２７によって３．５Ｖの直流電圧に整流平滑化され、出力電圧線１６に出力される。

また、昇圧回路４の制御回路４ａへのＯＮ信号の入力が停止すると、制御回路４ａの電位は、制御回路４ａと接地間に直列に接続した抵抗３１とコンデンサ２９の時定数に従って接地電位まで低下する。これにより、スイッチングモジュール２４のスイッチング動作が停止中もＶｏｕｔの電位は３．０Ｖの電源電圧となるが、ＰチャンネルＭＯＳ形ＦＥＴ１５のドレイン−ソース間が絶縁されるので、バッテリー３から出力電圧線１６に電流が漏れ出ることがない。

以下、このように構成された電源制御回路２０の動作を説明する。携帯無線通信機器３０全体の動作を停止させている停止状態では、スライドスイッチ２１の操作摘みが電源遮断ポジションにあり、可動接点２１ｂは接地電位にあり、昇圧回路４の制御端子４ａにはＯＮ信号が入力されないので、昇圧回路４の動作は停止するとともに、ＰチャンネルＭＯＳ形ＦＥＴ１５もドレイン−ソース間が絶縁され、バッテリー３、３から出力電源線１６に電流が流れない。

携帯無線通信機器１０を起動させる為に、操作者がスライドスイッチ２１の操作摘みを電源投入ポジションへ移動操作すると、可動接点２１ｂの電位が３Ｖとなり、可動接点５ｂに接続する遅延用コンデンサ２２の両電極２２ａ、２２ｂも、接地電位から３Ｖとなる。その結果、図５のヌに示すように、逆流防止ダイオード１２を介して昇圧回路４の制御端子４ａに、設定電位Ｖ_ＴＤを越えた電位のＯＮ信号が入力される。これにより、昇圧回路４が昇圧動作を開始するとともに、ＰチャンネルＭＯＳ形ＦＥＴ１５がドレイン−ソース間が導通し、３．５Ｖに昇圧した電圧が出力電源線１６を介して通信モジュール２に供給され、通信モジュール２が起動する。

尚、操作者がスライドスイッチ２１の操作摘みを電源投入ポジションへ移動操作した際に、可動接点２１ｂの電位が３Ｖとなるが、通信モジュール２のＯＦＦ制御端子ＰＷＩから可動接点２１ｂの方向を順方向とする逆流防止ダイオード１３が介在することによって、起動前で電源が印加されていない通信モジュール２のＯＦＦ制御端子ＰＷＩに、外部から３Ｖの電圧が加わることがなく、ラッチアップしない。ＯＦＦ制御端子ＰＷＩには、図５のルに示すように、昇圧回路８が昇圧動作を行って通信モジュール２に電源が供給されると同時に、プルアップ抵抗１７を介して出力電源線１６からＯＮ信号が入力され、以後通信モジュール２の連続動作中、ＯＮ信号が連続して入力される。

起動した通信モジュール２は、第１実施の形態と同様に、通信確立処理をブートプログラムにより実行し、通信が確立できた場合には、図５のリに示すように、ＯＮ制御端子ＰＷから逆流防止ダイオード１４を介して昇圧回路４の制御端子４ａへＯＮ信号を連続出力する。

この間に昇圧回路４の制御端子４ａの電位となる遅延用コンデンサ２２の他側電極２２ｂの電位は、充電用ダイオード２３を流れる充電電流で遅延用コンデンサ２２が充電されることにより、徐々に低下するが（図５のヌ参照）、少なくとも上記ＯＮ制御端子ＰＷがＯＮ信号を連続出力するまでの時間Ｔ_１まで、設定電位Ｖ_ＴＤまで低下しないように遅延用コンデンサ２２の容量を調整するので、通信モジュール２が通信確立処理などの初期動作を完了するまで、昇圧回路４の動作が停止し、通信モジュール２の動作が停止することはない。つまり、スライドスイッチ２１は、操作摘みを電源投入ポジションへ移動させる入力操作によって、少なくとも起動させた通信モジュール２が連続動作の判定を行うＴ_１時間、昇圧回路４の制御端子４ａへＯＮ信号を連続出力するトリガー信号を発生する。

その後に遅延用コンデンサ２２の他側電極２２ｂの電位が設定電位Ｖ_ＴＤ未満に低下し、逆流防止ダイオード１２を介して制御端子４ａに入力されるＯＮ信号が途絶えても、ＯＮ制御端子ＰＷからＯＮ信号を連続出力する通信モジュール２は、ＯＮ制御端子ＰＷから連続してＯＮ信号を出力するので、昇圧回路４の動作が停止することはなく、通信モジュール２は、３．５Ｖの電圧を受けて連続動作する。

一方、起動させた通信モジュール２が通信モジュール２を連続動作できない所定の理由があると判定した場合には、図５のリ’に示すように、ＯＮ制御端子ＰＷを接地電位の状態としてＯＮ信号を出力しない。その結果、遅延用コンデンサ２２の他側電極２２ｂからのＯＮ信号が途絶えた時点で、昇圧回路４の動作は停止して（同図のチ’）、携帯無線通信機器１０の全体が停止状態に戻る。

連続動作している通信モジュール２が、通信モジュール２自体による電源制御で、通信モジュール２への電源供給を停止し、携帯無線通信機器１０の全体を停止状態に復帰させる場合については、第１実施の形態と同一であるので、その説明を省略する。操作者がスライドスイッチ２１を入力操作し、通信モジュール２の連続動作を停止させる場合は、スライドスイッチ２１の操作摘みを、電源遮断ポジションへ移動させる。

この移動操作によって可動接点５ｂの電位は、３Ｖから接地電位となり、逆流防止ダイオード１３にプルアップ抵抗１７を介して出力電源線１６からの電流が流れ、ＯＦＦ制御端子ＰＷＩの電位は、図５のルに示すように、逆流防止ダイオード１３によるダイオード降下分を無視すればほぼ接地電位に引き込まれる。連続動作中の通信モジュール２は、ＯＦＦ制御端子ＰＷＩの電位がここでは設定電位Ｖ_ＴＤ未満となったときに、通信モジュール２の動作停止を求める停止信号が入力されたものするように設定される。ＯＦＦ制御端子ＰＷＩの電位は、設定電位Ｖ_ＴＤ未満となると、通信モジュール２は、終了処理を行った後に、図５のリに示すように、ＯＮ制御端子ＰＷから連続出力しているＯＮ信号の出力を停止し、昇圧回路４の動作を停止させる。その結果、通信モジュール２への電源供給が停止され、携帯無線通信機器１０の全体を停止状態に復帰する。

上述の各実施の形態では、ＯＮ制御端子ＰＷからＯＮ信号を出力している間に、電圧検出スイッチ６、６を閉じ制御するので、通信モジュール２が連続動作した後に、電圧検出回路７でバッテリー３、３の電源電圧を監視しているが、通信モジュール２が起動した直後に電圧検出回路７も動作させ、バッテリー３、３の電源電圧不足と判断した場合に、ＯＮ制御端子ＰＷからＯＮ信号を出力することなく、起動動作を停止するようにしてもよい。

又、上述の各実施の形態は、近距離無線通信技術であるブルートゥース（商標）を用いて、被制御機器を遠隔制御するリモートコントロール送信機を電子機器の一例として説明し、電子デバイスは、通信モジュール２で説明したが、電源スイッチに直接連動して動作せず、昇降圧回路の出力で動作する電子デバイスを備えた電子機器であれば、その通信方式や用途は、上述の実施の形態に限らない。例えば、操作者が電子機器への電源を遮断する電源スイッチの操作を行った後にも、一定時間ファンを回転制御する電子デバイスや、メモリーに所定のデータを書き込む電子デバイスを備えた電子機器にも本発明を適用できる。

更に、上述の各実施の形態は、バッテリーの電源を昇圧して電子デバイスへ供給する昇圧回路を用いた一例で説明したが、バッテリーの電源を降圧して電子デバイスへ供給する降圧回路を備えるものであってもよい。

本発明は、バッテリーの電源電圧と異なる電圧で動作する電子デバイスを備えた電子機器に適している。

本発明の第１の実施の形態に係る電源制御回路１を備えた携帯無線通信機器１０の回路図である。図１の電源制御回路１の各部の信号波形を示す波形図である。本発明の第２の実施の形態に係る電源制御回路２０を備えた携帯無線通信機器３０の回路図である。電源制御回路２０の要部回路図である。図３の電源制御回路２０の各部の信号波形を示す波形図である。従来の電子機器１００の構成を示すブロック図である。他の従来の電子機器１１０の構成を示すブロック図である。

１、２０電源制御回路
２通信モジュール（電子デバイス）
３バッテリー
４昇圧回路
４ａ昇圧回路の制御端子
５、２１電源スイッチ
５ｂ可動接点（コモン端子）
６電圧検出スイッチ
７電圧検出回路
１２逆流防止ダイオード（第２ダイオード）
１４逆流防止ダイオード（第３ダイオード）
２２遅延用コンデンサ（コンデンサ）
２２ａコンデンサの一側電極
２２ｂコンデンサの他側電極
２３充電用ダイオード（第１ダイオード）
Ｖ_ＴＤ設定電位
ＰＷＯＮ制御端子
ＰＷＩＯＦＦ制御端子
Ｔ_１第１時間

Claims

第１電圧の電源を出力するバッテリーと、
第１電圧と異なる第２電圧で動作する電子デバイスと、
前記バッテリーと前記電子デバイスとの間に接続され、制御端子にＯＮ信号が入力されている間、第１電圧を第２電圧に昇降圧して前記電子デバイスに供給する昇降圧回路と、
前記昇降圧回路の制御端子へＯＮ信号を出力し、前記電子デバイスを起動させるトリガー信号と、前記電子デバイスの動作を停止させる停止信号とを、入力操作に応じて出力する電源スイッチとを備え、
前記電子デバイスは、前記昇降圧回路の制御端子へＯＮ信号を出力するＯＮ制御端子と、前記電源スイッチから停止信号を入力するＯＦＦ制御端子とを有し、
前記電源スイッチから出力するトリガー信号は、少なくとも起動させた前記電子デバイスが連続動作の判定を行うまでの第１時間、前記昇降圧回路の制御端子へＯＮ信号を連続出力し、
トリガー信号の出力により起動した前記電子デバイスは、前記電子デバイスの連続動作と判定した場合に、前記昇降圧回路の制御端子へＯＮ信号を連続出力し、
連続動作中の前記電子デバイスは、ＯＦＦ制御端子に停止信号が入力されると、所定の終了処理を行った後に、前記昇降圧回路の制御端子へのＯＮ信号の連続出力を停止する電子機器の電源制御回路であって、
電源スイッチは、基準電位にある前記バッテリーの低圧側端子に接続する第１ポジションと、基準電位に対して第１電圧の第１電位にある前記バッテリーの高圧側端子に接続する第２ポジションとの間で移動するコモン端子を、前記電子デバイスのＯＦＦ制御端子へ接続させたスライドスイッチであり、
前記コモン端子に一側電極を接続させたコンデンサと、
アノードを基準電位とし、カソードを前記コンデンサの他側電極に接続させた第１ダイオードと、
前記コンデンサと前記第１ダイオードの接続点にアノードを接続させ、基準電位と第１電位との間の設定電位以上の電圧印加をＯＮ信号の入力とする前記昇降圧回路の制御端子にカソードを接続させた第２ダイオードと、
前記電子デバイスのＯＮ制御端子にアノードを接続し、前記昇降圧回路の制御端子にカソードを接続させた第３ダイオードとを、更に備え、
前記コモン端子が基準電位から第１電位としたときに、前記第１ダイオードを流れる充電電流により、前記コンデンサの他側電極の電位が、第１電位から設定電位まで低下する時間が少なくとも第１時間となるように前記コンデンサの容量を設定し、
前記コモン端子を第１ポジションから第２ポジションに切り換える入力操作に応じて、前記スライドスイッチは、前記コモン端子を基準電位から第１電位とするトリガー信号を出力し、前記第２ダイオードを介して第１時間以上前記昇降圧回路の制御端子へ設定電位以上の電圧を印加し、
トリガー信号の出力により起動した前記電子デバイスは、前記電子デバイスの連続動作と判定した場合に、ＯＮ制御端子から前記第３ダイオードを介して前記昇降圧回路の制御端子へ設定電位以上の電圧を連続して印加し、
前記コモン端子を第２ポジションから第１ポジションに切り換える入力操作に応じて、前記スライドスイッチは、前記コモン端子を第１電位から基準電位とする停止信号を出力し、連続動作中の前記電子デバイスは、ＯＦＦ制御端子の電位が第１電位と基準電位間の所定の判定電位未満となることを停止信号の入力として、所定の終了処理を行った後に、ＯＮ制御端子から前記昇降圧回路の制御端子への設定電位以上の電圧印加を停止することを特徴とする電子機器の電源制御回路。
電子デバイスは、電圧検出スイッチを介して前記バッテリーに接続し、前記バッテリーの電源電圧を監視する電圧検出回路を有し、
前記電圧検出スイッチは、前記電子デバイスのＯＮ制御端子がＯＮ信号を出力している間、前記バッテリーと前記電圧検出回路間を接続するように動作することを特徴とする請求項１に記載の電子機器の電源制御回路。
電圧検出回路が、所定値以下に低下した前記バッテリーの電源電圧を検出すると、前記電子デバイスは、所定の終了処理を行った後に、前記昇降圧回路の制御端子へのＯＮ信号の連続出力を停止することを特徴とする請求項２に記載の電子機器の電源制御回路。
電子デバイスは、外部との無線通信を制御する通信モジュールであり、
連続動作中の前記通信モジュールは、ＯＦＦ制御端子に停止信号が入力されると、通信終了処理を行った後に、前記昇降圧回路の制御端子へのＯＮ信号の連続出力を停止することを特徴とする請求項１に記載の電子機器の電源制御回路。