JP4650667B2 - 電源回路 - Google Patents
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Description
本発明は、電源回路に係り、詳しくは、電池電源の有効活用及び安定性を図ることができる電源回路に関する。
従来より、携帯用電気機器の電源回路は、電池のエネルギーを有効に使うため、スイッチング・レギュレータを使用していたが、高負荷時では、より強い電流を電池から引き出していたため、電池の内部抵抗により電源電圧が低下し、電流の供給が追いつかなかった。また、図１０に示すように、ある電圧以下では、スイッチング・レギュレータの効率が低下していたため、されに状況が悪化していた。
このため、大容量、且つ、低インピーダンスの電気２重層コンデンサを電池と並列に接続して、該電気２重層コンデンサを充電することにより、高負荷時に該電気２重層コンデンサを放電させることにより電池の負荷を和らげていた。
このため、大容量、且つ、低インピーダンスの電気２重層コンデンサを電池と並列に接続して、該電気２重層コンデンサを充電することにより、高負荷時に該電気２重層コンデンサを放電させることにより電池の負荷を和らげていた。
図１１は、従来のデジタルカメラの電源回路１３の概略を示すものであり、電池１４と大容量、且つ、低インピーダンスの電気２重層コンデンサＣ６を並列接続している。また、電気２重層コンデンサＣ６の第１端子には、入力された電圧を５．５Ｖに昇圧する昇圧回路１５の入力端子、３．３Ｖに昇圧する昇圧回路１６の入力端子が接続されている。
昇圧回路１５の出力端子は、モータドライバ＆モータ１７に接続されている。モータドライバ＆モータ１７は、絞りやフォーカスレンズ、ズームレンズなどを駆動させるためのものである。また、昇圧回路１５の出力端子は、コンデンサＣ８の第１端子と接続されており、コンデンサＣ８の第２端子はグランドＧＮＤに接続されている。
昇圧回路１５の出力端子は、モータドライバ＆モータ１７に接続されている。モータドライバ＆モータ１７は、絞りやフォーカスレンズ、ズームレンズなどを駆動させるためのものである。また、昇圧回路１５の出力端子は、コンデンサＣ８の第１端子と接続されており、コンデンサＣ８の第２端子はグランドＧＮＤに接続されている。
昇圧回路１６の出力端子は、ロジック回路１８に接続されている。ロジック回路１８は、ＣＰＵやＤＲＡＭなどを含むデジタルカメラの各部のこという。また、昇圧回路１６の出力端子は、コンデンサＣ７の第１端子と接続されており、コンデンサＣ７の第２端子はグランドＧＮＤに接続されている。
また、下記特許公開公報には、電源回路なる発明が開示されている。詳しくは、電池には、スイッチ回路部を介して低インピーダンスで大容量の電気二十層コンデンサを並列接続し、負荷回路が非動作状態のときにはスイッチ回路をオフにすることにより、電気２重層コンデンサによるリーク電流の発生を防ぐことにより、消費電流を少なくするというものである。
しかしながら、従来の電源回路にあっては、電気二重層コンデンサを並列に接続していたため、放出するエネルギーに対して非常に大きな容量を持ったコンデンサを使用しないと、高負荷時に電源電圧が低下して、電池を有効に利用できず、また、コンデンサの使用効率も悪いという問題点があった。
また、電池の電圧が低下する電池末期においては、コンデンサの電圧も低下するので、電源回路の効率の悪い領域を使用するという問題点もあった。
また、モータを駆動させる場合には、大容量の電流を必要とするため、電池の内部抵抗によって電圧が下がるためロジック回路の方にノイズ電流がのるという問題点があった。
また、このような問題点は、上記した特許文献に記載の技術でも解決することができるというものではなかった。
また、電池の電圧が低下する電池末期においては、コンデンサの電圧も低下するので、電源回路の効率の悪い領域を使用するという問題点もあった。
また、モータを駆動させる場合には、大容量の電流を必要とするため、電池の内部抵抗によって電圧が下がるためロジック回路の方にノイズ電流がのるという問題点があった。
また、このような問題点は、上記した特許文献に記載の技術でも解決することができるというものではなかった。
そこで本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであり、電池電源の有効活用及び安定性を図ることができる電源回路を提供することを目的とする。
上記目的達成のため、請求項１記載の発明による電源回路は、電圧を供給する電池と、前記電池からの出力電圧を第１の電圧にして第１の負荷部に出力する第１の出力手段と、前記電池からの出力電圧をコンデンサに充電する充電手段と、前記電池の電圧に前記コンデンサに充電された電圧を加えた電圧を第２の電圧にして第２の負荷部に出力する第２の出力手段と、前記第２の負荷部に流れる電流が大きいか否かを判断する判断手段と、前記判断手段により前記第２の負荷部に流れ込む電流が大きいと判断した場合は、前記充電手段によるコンデンサへの充電を停止させ、前記第２の負荷部に流れる電流が大きくないと判断した場合は、前記充電手段によるコンデンサへの充電を行わせる制御手段と、を備え、前記コンデンサは、前記電池と直列に接続され、且つ、前記第１の出力手段の入力側と、前記第２の出力手段の入力側との間に設けられたことを特徴とする。
また、請求項２記載の発明による電源回路は、電圧を供給する電池と、前記電池からの出力電圧を第１の電圧にして第１の負荷部に出力する第１の出力手段と、前記電池からの出力電圧をコンデンサに充電する充電手段と、前記電池の電圧に前記コンデンサに充電された電圧を加えた電圧を第２の電圧にして第２の負荷部に出力する第２の出力手段と、前記コンデンサの充電量を検出する検出手段と、を備え、前記コンデンサは、前記電池と直列に接続され、且つ、前記第１の出力手段の入力側と、前記第２の出力手段の入力側との間に設けられ、前記制御手段は、前記検出手段により前記コンデンサの充電量が第１の所定電圧以下と検出され、且つ、前記判断手段により前記第２の負荷部に流れる電流が大きくないと判断された場合は、前記充電手段によるコンデンサへの充電を行わせることを特徴とする。
また、請求項３記載の発明による電源回路は、電圧を供給する電池と、前記電池からの出力電圧を第１の電圧にして第１の負荷部に出力する第１の出力手段と、前記電池からの出力電圧をコンデンサに充電する充電手段と、前記電池の電圧に前記コンデンサに充電された電圧を加えた電圧を第２の電圧にして第２の負荷部に出力する第２の出力手段と、を備え、前記コンデンサは、前記電池と直列に接続され、且つ、前記第１の出力手段の入力側と、前記第２の出力手段の入力側との間に設けられ、前記制御手段は、前記検出手段により前記コンデンサの充電量が第２の所定電圧以上と検出された場合は、前記判断手段により前記第２の負荷部に流れる電流が小さいと判断されても、前記充電手段によるコンデンサへの充電を停止させることを特徴とする。
また、請求項４記載の発明は、前記第２の所定電圧は、前記第１の所定電圧より高いことを特徴とする。
また、請求項５記載の発明による電源回路は、電圧を供給する電池と、前記電池からの出力電圧を第１の電圧にして第１の負荷部に出力する第１の出力手段と、前記電池からの出力電圧をコンデンサに充電する充電手段と、前記電池の電圧に前記コンデンサに充電された電圧を加えた電圧を第２の電圧にして第２の負荷部に出力する第２の出力手段と、を備え、前記コンデンサは、前記電池と直列に接続され、且つ、前記第１の出力手段の入力側と、前記第２の出力手段の入力側との間に設けられ、前記第２の負荷部は、モータであり、前記判断手段は、前記モータが駆動するときには、前記第２の負荷部に流れる電流は大きいと判断することを特徴とする。
また、請求項６記載の発明は、前記判断手段は、前記モータが駆動してから一定時間経過後は、前記第２の負荷部に流れる電流は大きくないと判断することを特徴とする。
また、請求項７記載の発明は、前記第１の出力手段は、前記電池からの出力電圧を第１の電圧に昇圧して前記第２の負荷部に出力し、前記充電手段は、前記電池からの出力電圧を昇圧して、前記コンデンサに充電し、前記第２の出力手段は、前記電池の電圧に前記コンデンサに充電された電圧を加えた電圧を第２の電圧に昇圧して出力することを特徴とする。
請求項１記載の発明によれば、第２の負荷部に流れる電流が大きいか否かを判断し、第２の負荷部に流れる電流が大きくない場合には、コンデンサへの充電を行い、第２の負荷部に流れる電流が大きい場合には、コンデンサへの充電を止めるので、大電流が第２の負荷部に流れるときとの電池電流と流れないときとの電池電流の大きさがあまり変わらず、電池の負担を軽減することができ、電池性能や電池寿命を向上することができる。
また、第１の負荷部にノイズ電流が流れることなく、第１の負荷部の動作が安定になる。また、電池２から供給される電流の変動を抑えることができるので、電池性能や電池寿命を向上させることができる。
また、第１の負荷部にノイズ電流が流れることなく、第１の負荷部の動作が安定になる。また、電池２から供給される電流の変動を抑えることができるので、電池性能や電池寿命を向上させることができる。
請求項２記載の発明によれば、コンデンサの充電量を検出する検出手段を備え、検出手段によりコンデンサの充電量が第１の所定電圧より小さいと判断された場合は、コンデンサへの充電を行うので、無駄にコンデンサへの充電を行うことがなく、電池の寿命を延ばすことができる。
請求項３記載の発明によれば、検出手段によりコンデンサの充電量が第２の所定電圧より大きいと判断された場合は、コンデンサへの充電を停止させるので、無駄にコンデンサへの充電を行うことがなく、電池の寿命を延ばすことができる。
請求項４記載の発明によれば、第２の所定電圧は、第１の所定電圧より高いので、コンデンサの電圧を第１の所定電圧と第２の所定電圧との間に保つことができる。
請求項５記載の発明によれば、第２の負荷部はモータであり、モータの駆動時には、第２の負荷部に流れる電流は大きいと判断するので、電池電流に変動がなくなり、第１の負荷部の動作が安定になる。
請求項６記載の発明によれば、モータが駆動してから一定時間経過後は、前記第２の負荷部に流れる電流は大きくないと判断するので、次のモータ始動に即応することができる。
請求項７記載の発明によれば、コンデンサを電池２と直列に接続し、且つ、第１の出力手段の入力側と第２の出力手段の入力側との間に設けるようにしたので、電気２重層コンデンサの使用効率が高くなり、よりよい性能を発揮することができ、コンデンサに蓄えられた電力を用いて第２の電圧を生成して第２の負荷部に大電流を供給するようにしたので、電池電流の変動がなく、電池性能や電池寿命を向上させることできる。また、第１の負荷部にノイズ電流も流れないので、第１の負荷部の動作が安定する。
以下、本実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
[第１の実施の形態]
Ａ．電源回路１の構成
図１は、本発明の電源回路１を構成する回路図である。ここでは、本発明の電源回路１をデジタルカメラに適用して説明する。
電源回路１は、電池２、コンデンサＣ１、コンデンサＣ２、コンデンサＣ３、電気２重層コンデンサＣ４、昇圧・充電回路３、昇圧回路４、昇圧回路５、モータドライバ＆モータ部６、ロジック回路７から構成されている。
[第１の実施の形態]
Ａ．電源回路１の構成
図１は、本発明の電源回路１を構成する回路図である。ここでは、本発明の電源回路１をデジタルカメラに適用して説明する。
電源回路１は、電池２、コンデンサＣ１、コンデンサＣ２、コンデンサＣ３、電気２重層コンデンサＣ４、昇圧・充電回路３、昇圧回路４、昇圧回路５、モータドライバ＆モータ部６、ロジック回路７から構成されている。
ロジック回路７は、図２に示すように、ＣＰＵ８、キー入力部９、ＤＲＡＭ１０、ＲＯＭ１１、フラッシュメモリ１２などのデジタルカメラの各部を含み、３．３Ｖ電圧を必要とする。
ＣＰＵ８は、デジタルカメラの各部を制御するワンチップマイコンである。また、キー入力部９は、シャッターボタン、実行キー、キャンセルキー、ズームボタン等の複数の操作キーを含み、ユーザのキー操作に応じた操作信号をＣＰＵ８に出力する。
ＣＰＵ８は、デジタルカメラの各部を制御するワンチップマイコンである。また、キー入力部９は、シャッターボタン、実行キー、キャンセルキー、ズームボタン等の複数の操作キーを含み、ユーザのキー操作に応じた操作信号をＣＰＵ８に出力する。
ＤＲＡＭ１０は、図示しないＣＣＤによって撮像された後、デジタル化された被写体の画像データを一時記憶するバッファメモリとして使用されるとともに、ＣＰＵ８のワーキングメモリとしても使用される。
ＲＯＭ１１には、ＣＰＵ８の各部に必要な制御プログラム、及び必要なデータが記録されており、フラッシュメモリ１２は、図示しないＣＣＤにより撮像された画像データを記録する記録領域である。
ＲＯＭ１１には、ＣＰＵ８の各部に必要な制御プログラム、及び必要なデータが記録されており、フラッシュメモリ１２は、図示しないＣＣＤにより撮像された画像データを記録する記録領域である。
また、ＣＰＵ８は、昇圧・充電回路３に制御信号を送ることにより、コンデンサＣ４の充電を制御する（制御手段）。つまり、ＣＰＵ８は、昇圧・充電回路３にＯｎ／Ｏｆｆ（１／０）の制御信号を送って昇圧・充電回路３の駆動制御を行うことにより、コンデンサＣ４の充電を制御する。
モータドライバ＆モータ部６は、絞りやフォーカスレンズ、ズームレンズを駆動させるモータドライバやモータであり５Ｖ電圧を必要とする。また。モータドライバ＆モータ部６は、ＣＰＵ８からの制御信号にしたがって駆動する。
モータドライバ＆モータ部６は、絞りやフォーカスレンズ、ズームレンズを駆動させるモータドライバやモータであり５Ｖ電圧を必要とする。また。モータドライバ＆モータ部６は、ＣＰＵ８からの制御信号にしたがって駆動する。
電池２の電圧Ｖｂａｔは、２．４Ｖ以下の電圧を有している。
電池２の正極には、昇圧・充電回路３の入力端子が接続されおり、負極はグランドＧＮＤに接続されている。また、電池２の正極は、コンデンサＣ１の第一端子に接続されており、コンデンサＣ１の第２端子は、グランドＧＮＤに接続されている。
電池２の正極には、昇圧・充電回路３の入力端子が接続されおり、負極はグランドＧＮＤに接続されている。また、電池２の正極は、コンデンサＣ１の第一端子に接続されており、コンデンサＣ１の第２端子は、グランドＧＮＤに接続されている。
昇圧・充電回路３の出力端子は、昇圧回路４の入力端子と接続されており、昇圧回路４の出力端子はモータドライバ＆モータ部６に接続されている。昇圧回路４は、入力された電圧を５．０Ｖに昇圧して出力する回路である。また、昇圧回路４の出力端子はコンデンサＣ３の第１端子と接続されており、コンデンサＣ３の第２端子はグランドＧＮＤに接続されている。
また、コンデンサＣ１の第１端子は、昇圧回路５の入力端子に接続されており、昇圧回路５の出力端子はロジック回路７と接続されている。昇圧回路５は、入力された電圧を３．３Ｖに昇圧して出力する回路である。また、昇圧回路５の出力端子はコンデンサＣ２の第１端子と接続されており、コンデンサＣ２の第２端子はグランドＧＮＤに接続されている。
また、昇圧回路４の入力端子と昇圧回路５の入力端子の間に、大容量、且つ、低インピーダンスの電気２重層コンデンサＣ４（以下、コンデンサＣ４）が接続されている。コンデンサＣ４の第１端子は昇圧回路４の入力端子側に、コンデンサＣ４の第２端子は昇圧回路５の入力端子側に接続されている。
また、昇圧回路４の入力端子と昇圧回路５の入力端子の間に、大容量、且つ、低インピーダンスの電気２重層コンデンサＣ４（以下、コンデンサＣ４）が接続されている。コンデンサＣ４の第１端子は昇圧回路４の入力端子側に、コンデンサＣ４の第２端子は昇圧回路５の入力端子側に接続されている。
Ｂ．電源回路１の動作について説明する。
ＣＰＵ８は、フォーカスレンズなどを動かさすためにモータドライバ＆モータ部６を駆動させる場合など、大電流がモータドライバ＆モータ部６に流れるか否かを判断する（判断手段）。例えば、フォーカスレンズやズームレンズ、絞りなどを動かすために、モータドライバ＆モータ部６に制御信号を送る場合には、モータドライバ＆モータ６が駆動するので、大電流が流れると判断する。
ＣＰＵ８は、フォーカスレンズなどを動かさすためにモータドライバ＆モータ部６を駆動させる場合など、大電流がモータドライバ＆モータ部６に流れるか否かを判断する（判断手段）。例えば、フォーカスレンズやズームレンズ、絞りなどを動かすために、モータドライバ＆モータ部６に制御信号を送る場合には、モータドライバ＆モータ６が駆動するので、大電流が流れると判断する。
まず、絞りや、フォーカスレンズなどを駆動させない時には、大電流がモータドライバ＆モータ部６に流れないと判断し、ＣＰＵ８は、昇圧・充電回路３に制御信号（Ｏｎ）を送ることにより昇圧・充電回路３を駆動させ、昇圧・充電回路３は、コンデンサＣ４への充電を行う。
一方、フォーカスレンズなどを駆動させるときには、大電流がモータドライバ＆モータ部に流れると判断し、ＣＰＵ８からの制御信号（Ｏｆｆ）により昇圧・充電回路３は、コンデンサＣ４への充電を停止させる。
そして、昇圧回路４は、コンデンサＣ４に充電された電力を用いて５Ｖ電圧を出力し（電池２の電圧ＶｂａｔにコンデンサＣ４に充電された電圧を加えた電圧を５Ｖに昇圧して出力し）、モータドライバ＆モータ部６に５Ｖ電圧が供給される。
一方、フォーカスレンズなどを駆動させるときには、大電流がモータドライバ＆モータ部に流れると判断し、ＣＰＵ８からの制御信号（Ｏｆｆ）により昇圧・充電回路３は、コンデンサＣ４への充電を停止させる。
そして、昇圧回路４は、コンデンサＣ４に充電された電力を用いて５Ｖ電圧を出力し（電池２の電圧ＶｂａｔにコンデンサＣ４に充電された電圧を加えた電圧を５Ｖに昇圧して出力し）、モータドライバ＆モータ部６に５Ｖ電圧が供給される。
モータ駆動時には大電流を必要とするため、従来では、電池の性能が追いつかず、電池の内部抵抗によりロジック回路にノイズ電流が乗ってしまうが、本発明によれば、コンデンサＣ４に蓄えられた電力をも使用するので、モータ駆動時であっても電池２から流れる電流の変動を押させることができ、ロジック回路７にノイズ電流が乗るということを防ぐことが可能となり、電池２の寿命を延ばすことも可能となる。また、コンデンサＣ４と電池２を直列に接続させたので、コンデンサＣ４の利用効率が非常に高く、よりよい性能を発揮することが可能となる。
なお、フォーカスレンズを駆動させるか否かにかかわらず、昇圧回路５は、電池２の電圧Ｖｂａｔを３．３Ｖに昇圧して、ロジック回路７に３．３Ｖ電圧を供給する。
なお、フォーカスレンズを駆動させるか否かにかかわらず、昇圧回路５は、電池２の電圧Ｖｂａｔを３．３Ｖに昇圧して、ロジック回路７に３．３Ｖ電圧を供給する。
Ｃ．昇圧・充電回路３の構成
次に、昇圧・充電回路３の回路図を図３に示す。
昇圧・充電回路３は、Ｏｆｆ時間設定用タイマーＩＣ１、アンド回路ＩＣ２、増幅器ＩＣ３、コンパレータＩＣ４、コンパレータＩＣ５、コンデンサＣ５、抵抗Ｒ、コイルＬ、ダイオードＤ、Ｎチャネル形ＭＯＳＦＥＴトランジスタＴｒ（以下、トランジスタＴｒという）、Ｖｒｅｆ１、Ｖｒｅｆ２、Ｂａｔｌから構成されている。なお、コンデンサＣ４は、上述した大容量且つ低インピーダンスの電気２重層コンデンサであり、昇圧・充電回路３によってコンデンサＣ４に電力が充電される。
次に、昇圧・充電回路３の回路図を図３に示す。
昇圧・充電回路３は、Ｏｆｆ時間設定用タイマーＩＣ１、アンド回路ＩＣ２、増幅器ＩＣ３、コンパレータＩＣ４、コンパレータＩＣ５、コンデンサＣ５、抵抗Ｒ、コイルＬ、ダイオードＤ、Ｎチャネル形ＭＯＳＦＥＴトランジスタＴｒ（以下、トランジスタＴｒという）、Ｖｒｅｆ１、Ｖｒｅｆ２、Ｂａｔｌから構成されている。なお、コンデンサＣ４は、上述した大容量且つ低インピーダンスの電気２重層コンデンサであり、昇圧・充電回路３によってコンデンサＣ４に電力が充電される。
このトランジスタＴｒ、コイルＬ、ダイオードＤ、コンデンサＣ４、コンデンサＣ５、増幅器ＩＣ３は、チョッパー型昇圧回路を構成し、抵抗Ｒ、コンパレータＩＣ５、Ｖｒｅｆ１は、電流検出回路を構成する。
また、コンパレータＩＣ４、Ｖｒｅｆ２、アンド回路ＩＣ２は、Ｏｎ／ＯＦＦ制御回路を構成する。
また、コンパレータＩＣ４、Ｖｒｅｆ２、アンド回路ＩＣ２は、Ｏｎ／ＯＦＦ制御回路を構成する。
アンド回路ＩＣ２の出力端子は増幅器ＩＣ３の入力端子と接続され、増幅器ＩＣ３の出力端子は、トランジスタＴｒのゲートと接続されている。
トランジスタＴｒのドレインはコイルＬの第１端子と接続され、コイルＬの第２端子はＢａｔｌの正極に接続されており、Ｂａｔｌの負極はグランドＧＮＤに接続されている。
また、コイルＬの第１端子は、ダイオードＤのアノードと接続されており、ダイオードＤのカソードはコンデンサＣ４の第１端子に接続され、コンデンサＣ４の第２端子は、コイルＬの第２端子と接続されている。つまり、コイルＬとダイオードＤ及びコンデンサＣ４とは並列接続されている。
トランジスタＴｒのドレインはコイルＬの第１端子と接続され、コイルＬの第２端子はＢａｔｌの正極に接続されており、Ｂａｔｌの負極はグランドＧＮＤに接続されている。
また、コイルＬの第１端子は、ダイオードＤのアノードと接続されており、ダイオードＤのカソードはコンデンサＣ４の第１端子に接続され、コンデンサＣ４の第２端子は、コイルＬの第２端子と接続されている。つまり、コイルＬとダイオードＤ及びコンデンサＣ４とは並列接続されている。
また、コンデンサＣ４の第１端子は、昇圧回路４に接続されており、コンデンサＣ４の第２端子は、電池２の正極、コンデンサＣ１及び昇圧回路５と接続されている。
また、Ｖｒｅｆ２の負極は、コンデンサＣ４の第２端子に接続されており、Ｖｒｅｆ２の正極は、コンパレータＩＣ４の＋側の入力端子に接続され、ダイオードＤのカソードは、コンパレータＩＣ４の−側の入力端子に接続されている。そして、コンパレータＩＣ４の出力端子は、アンド回路ＩＣ２の第１入力端子に接続されている。
また、Ｖｒｅｆ２の負極は、コンデンサＣ４の第２端子に接続されており、Ｖｒｅｆ２の正極は、コンパレータＩＣ４の＋側の入力端子に接続され、ダイオードＤのカソードは、コンパレータＩＣ４の−側の入力端子に接続されている。そして、コンパレータＩＣ４の出力端子は、アンド回路ＩＣ２の第１入力端子に接続されている。
トランジスタＴｒのソースと抵抗Ｒの第１端子は接続されており、抵抗Ｒの第２端子はグランドＧＮＤに接続されている。また、抵抗Ｒの第１端子とコンデンサＣ５の第１端子は接続され、コンデンサＣ５の第２端子はグランドＧＮＤに接続されている。つまり、抵抗ＲとコンデンサＣ５は並列接続されている。
また、コンデンサＣ５の第１端子とコンパレータＩＣ５の＋側入力端子が接続されており、コンパレータＩＣ５の−側入力端子はＶｒｅｆ１の正極と接続されており、Ｖｒｅｆ１の負極はグランドＧＮＤに接続されている。
また、コンデンサＣ５の第１端子とコンパレータＩＣ５の＋側入力端子が接続されており、コンパレータＩＣ５の−側入力端子はＶｒｅｆ１の正極と接続されており、Ｖｒｅｆ１の負極はグランドＧＮＤに接続されている。
コンパレータＩＣ５の出力端子は、Ｏｆｆ時間設定用タイマーＩＣ１（以下、タイマーＩＣ１という）の入力端子に接続されており、タイマーＩＣ１の出力端子は、アンド回路ＩＣ２の第３入力端子に接続されている。
アンド回路ＩＣ２の第２入力端子には、ＣＰＵ８からのＯｎ／Ｏｆｆ（１／０）の制御信号が入力される。
アンド回路ＩＣ２の第２入力端子には、ＣＰＵ８からのＯｎ／Ｏｆｆ（１／０）の制御信号が入力される。
Ｄ．次に、昇圧・充電回路３の動作を説明する。
チョッパー回路、電流検出回路の動作について
チョッパー回路、電流検出回路の動作を図４のタイミングチャートを用いて説明する。
コンパレータＩＣ５からの出力がＨｉｇｈ、ＣＰＵ８からの制御信号がＯｎ、タイマーＩＣ１からの出力がＨｉｇｈになると、アンド回路ＩＣ２の出力はＨｉｇｈとなり、トランジスタＴｒは、Ｏｎ状態となる。
トランジスタＴｒがＯｎ状態になると、コイルＬに流れる電流ｉが増加し始める。
チョッパー回路、電流検出回路の動作について
チョッパー回路、電流検出回路の動作を図４のタイミングチャートを用いて説明する。
コンパレータＩＣ５からの出力がＨｉｇｈ、ＣＰＵ８からの制御信号がＯｎ、タイマーＩＣ１からの出力がＨｉｇｈになると、アンド回路ＩＣ２の出力はＨｉｇｈとなり、トランジスタＴｒは、Ｏｎ状態となる。
トランジスタＴｒがＯｎ状態になると、コイルＬに流れる電流ｉが増加し始める。
そして、電流ｉの増加とともに抵抗Ｒの電圧が増加し、抵抗Ｒの電圧がコンパレータＩＣ５の上側閾電圧に達すると、コンパレータＩＣ５からの出力がＬｏｗからＨｉｇｈ状態に移行し、タイマーＩＣ１からの出力はＬｏｗとなり、トランジスタＴｒがＯｆｆ状態になる。このときの、電流ｉの大きさ、つまり、抵抗Ｒの電圧がコンパレータＩＣ５の上側閾電圧に達したときの電流ｉの大きさは、図４に示す点２０の位置となる。
トランジスタＴｒがＯｆｆ状態になると、コイルＬの逆起電力によりダイオードＤを介してコンデンサＣ４及びコンデンサＣ５に電流ｉが伝わり、電流ｉは減少し始める。このときに、コンデンサＣ４及びコンデンサＣ５に電圧が蓄えられる。
トランジスタＴｒがＯｆｆ状態になると、コイルＬの逆起電力によりダイオードＤを介してコンデンサＣ４及びコンデンサＣ５に電流ｉが伝わり、電流ｉは減少し始める。このときに、コンデンサＣ４及びコンデンサＣ５に電圧が蓄えられる。
電流ｉが減少し始め、抵抗Ｒの電圧がコンパレータＩＣ５の下側閾電圧に達すると、ＩＣ５の出力がＨｉｇｈからＬｏｗ状態に移行し、タイマーＩＣ１は、出力を一定時間Ｌｏｗ状態する（この機能が、Ｏｆｆ時間設定用タイマー）。これにより、トランジスタはその一定時間Ｏｆｆ状態のままとなる。このときの電流ｉの大きさ、つまり、抵抗Ｒの電圧がコンパレータＩＣ５の下側閾電圧に達したときの電流ｉの大きさは、図４に示す点２１の位置となる。
そして、一定時間経過後、タイマーＩＣ１の出力は、ＬｏｗからＨｉｇｈになり、トランジスタＴｒがＯｎ状態となり、電流ｉは増加し始める。この一定時間経過直後の電流ｉの大きさは、図４に示す点２２の位置となる。
このように、トランジスタＴｒは、Ｏｎ／Ｏｆｆを繰り返し、トランジスタＴｒがＯｆｆになる度に、コンデンサＣ４の電圧は上昇していく。
そして、一定時間経過後、タイマーＩＣ１の出力は、ＬｏｗからＨｉｇｈになり、トランジスタＴｒがＯｎ状態となり、電流ｉは増加し始める。この一定時間経過直後の電流ｉの大きさは、図４に示す点２２の位置となる。
このように、トランジスタＴｒは、Ｏｎ／Ｏｆｆを繰り返し、トランジスタＴｒがＯｆｆになる度に、コンデンサＣ４の電圧は上昇していく。
Ｏｎ／ＯＦＦ制御回路の動作について
また、トランジスタＴｒのＯＮ／Ｏｆｆの動作により（繰り返しにより）、コンデンサＣ４の電圧が増加し、コンデンサＣ４の電圧がコンパレータＩＣ４の上側閾電圧に達すると、コンパレータＩＣ４の出力がＨｉｇｈからＬｏｗに移行し、トランジスタＴｒのゲート電圧がＬｏｗに固定され、暫くの間トランジスタＴｒをＯｆｆの状態にして、スイッチングを停止する。
そして、コンデンサＣ４の電圧が低下していき、コンデンサＣ４の電圧がＩＣ４の閾電圧を下回ると、再び、コンパレータＩＣ４の出力は、ＬｏｗからＨｉｇｈに移行し、再び、トランジスタＴｒはスイッチング（Ｏｎ／Ｏｆｆ）を開始する。
また、トランジスタＴｒのＯＮ／Ｏｆｆの動作により（繰り返しにより）、コンデンサＣ４の電圧が増加し、コンデンサＣ４の電圧がコンパレータＩＣ４の上側閾電圧に達すると、コンパレータＩＣ４の出力がＨｉｇｈからＬｏｗに移行し、トランジスタＴｒのゲート電圧がＬｏｗに固定され、暫くの間トランジスタＴｒをＯｆｆの状態にして、スイッチングを停止する。
そして、コンデンサＣ４の電圧が低下していき、コンデンサＣ４の電圧がＩＣ４の閾電圧を下回ると、再び、コンパレータＩＣ４の出力は、ＬｏｗからＨｉｇｈに移行し、再び、トランジスタＴｒはスイッチング（Ｏｎ／Ｏｆｆ）を開始する。
このため、昇圧・充電回路３からの出力電圧Ｖｍｏｔの電圧はコンパレータＩＣ４の閾値付近に固定される。なお、コンパレータＩＣ４の閾値の中心値であるＶｒｅｆ２は、コンデンサＣ４の耐圧近くに設定する。
また、昇圧・充電回路３の給電能力は、電流ｉのピークの電流値で調整することができ、Ｖｒｅｆ１を大きく設定すれば大きな容量を得ることができる。なお、Ｖｒｅｆ１は、２段階の電圧に設定できる可変電圧である。
アンド回路ＩＣ２の真ん中の入力端子は、ＣＰＵ８からのＯｎ／Ｏｆｆの制御信号が入力される。
また、昇圧・充電回路３の給電能力は、電流ｉのピークの電流値で調整することができ、Ｖｒｅｆ１を大きく設定すれば大きな容量を得ることができる。なお、Ｖｒｅｆ１は、２段階の電圧に設定できる可変電圧である。
アンド回路ＩＣ２の真ん中の入力端子は、ＣＰＵ８からのＯｎ／Ｏｆｆの制御信号が入力される。
つまり、モータ駆動時でないときには、ＣＰＵ８はＯｎの制御信号をアンド回路ＩＣ２に入力することにより、コンパレータＩＣ４、コンパレータＩＣ５によって、トランジスタＴｒのＯｎ／Ｏｆｆが制御され、コンデンサＣ４に一定の電圧を充電することができる。そして、モータ駆動時には、ＣＰＵ８はＯｆｆの制御信号をアンド回路ＩＣ２に入力することにより、トランジスタＴｒはＯｆｆ状態となり、コンデンサＣ４への充電を停止することができる。
以上のように第１の実施の形態においては、大容量且つ低インピーダンスのコンデンサＣ４を電池２と直列に接続し、且つ、コンデンサＣ４の第１端子に昇圧回路４の入力端子を、コンデンサＣ４の第２端子に昇圧回路５の入力端子を接続し、この直列に接続されたコンデンサに蓄えられた電力を利用して、モータ駆動時に必要となる大電流を供給するようにしたので、モータ駆動時に電池電流が変動することなく、ＣＰＵ８やＤＲＡＭ１０などのロジック回路７の動作が安定になる。
また、電池２と大容量且つ低インピーダンスの電気２重層コンデンサＣ４とを直列に接続させるので、電気２重層コンデンサＣ４の使用効率が良くなり、電池２から供給される電流の変動が抑えられ、電池性能や電池寿命を向上させることができる。
また、コンデンサを電池２と直列に接続させたので、利用効率が非常に高く、よりよい性能を発揮することができ、耐圧や容量を下げて小スペース化や低コスト化を図ることができる。
また、コンデンサを電池２と直列に接続させたので、利用効率が非常に高く、よりよい性能を発揮することができ、耐圧や容量を下げて小スペース化や低コスト化を図ることができる。
なお、コンデンサＣ４への充電を行う場合（モータ駆動時でない場合）は、コンデンサＣ４の電圧Ｖｃａｐの高低により、タイマーＩＣ１のＯｆｆ時間設定タイマーの時間を変えるようにしてもよい。これにより、コンデンサＣ４の電圧Ｖｃａｐが高い場合にはＣ４への充電を遅く行い、コンデンサＣ４の電圧Ｖｃａｐが低い場合にはＣ４への充電を早く行うことができる。
また、モータ駆動時でない場合でも、コンデンサＣ４の電圧Ｖｃａｐが高い場合には、コンデンサＣ４への充電を行わないようにしてもよい。
また、モータ駆動時でない場合でも、コンデンサＣ４の電圧Ｖｃａｐが高い場合には、コンデンサＣ４への充電を行わないようにしてもよい。
［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態について説明する。
第２の実施の形態は、昇圧・充電回路３をデューティにより制御し、コンデンサＣ４の充電を行うというものである。
次に、第２の実施の形態について説明する。
第２の実施の形態は、昇圧・充電回路３をデューティにより制御し、コンデンサＣ４の充電を行うというものである。
Ｅ．電源回路１の構成
第２の実施の形態も、図１に示したものと同様の構成を有する電源回路１を用いる。ここでも、本発明の電源回路１をデジタルカメラに適用する。
但し、昇圧・充電回路３の構成が第１の実施の形態とは異なり、ロジック回路の機能も多少異なる。
第２の実施の形態も、図１に示したものと同様の構成を有する電源回路１を用いる。ここでも、本発明の電源回路１をデジタルカメラに適用する。
但し、昇圧・充電回路３の構成が第１の実施の形態とは異なり、ロジック回路の機能も多少異なる。
昇圧・充電回路３について
図５（ａ）は、第２の実施の形態における昇圧・充電回路３の回路図を示すものである。
昇圧・充電回路３は、トランジスタＴｒ、コイルＬ、ダイオードＤから構成され、昇圧・充電回路３によってコンデンサＣ４に電力が供給される。
トランジスタＴｒのゲートには、ＣＰＵ８からの制御信号（Ｏｎ／Ｏｆｆ）が入力される。
図５（ａ）は、第２の実施の形態における昇圧・充電回路３の回路図を示すものである。
昇圧・充電回路３は、トランジスタＴｒ、コイルＬ、ダイオードＤから構成され、昇圧・充電回路３によってコンデンサＣ４に電力が供給される。
トランジスタＴｒのゲートには、ＣＰＵ８からの制御信号（Ｏｎ／Ｏｆｆ）が入力される。
また、トランジスタＴｒのドレインには、コイルＬの第１端子が接続されており、コイルＬの第２端子にはコンデンサＣ４の第２端子が接続されている。また、コイルＬの第１端子には、ダイオードＤのアノードが接続されており、ダイオードＤのカソードは、コンデンサＣ４の第１端子が接続されている。つまり、コイルＬとダイオードＤ及びコンデンサＣ４は並列接続されている。
また、コンデンサＣ４の第１端子は、昇圧回路４の入力端子に接続されており、コンデンサＣ４の第２端子は、電池２の正極、コンデンサＣ１の第１端子、昇圧回路５の入力端子に接続されている。
また、コンデンサＣ４の第１端子は、昇圧回路４の入力端子に接続されており、コンデンサＣ４の第２端子は、電池２の正極、コンデンサＣ１の第１端子、昇圧回路５の入力端子に接続されている。
まず、ＣＰＵ８からのＯｎの制御信号により、トランジスタＴｒのＯｎ状態になり、コイルＬに電流ｉが流れる。そして、ＣＰＵからの制御信号がＯｆｆになると、トランジスタＴｒはＯｆｆ状態となり、コイルＬの逆起電力によりダイオードＤを介してコンデンサＣ４に電流ｉが伝わり、電流ｉは減少し始める。
つまり、ＣＰＵからのＯＮ／Ｏｆｆの制御信号によりトランジスタＴｒはＯｎ／Ｏｆｆを繰り返し、トランジスタＴｒがＯｆｆ状態のときにコンデンサＣ４に電力が充電されることとなる。
つまり、ＣＰＵからのＯＮ／Ｏｆｆの制御信号によりトランジスタＴｒはＯｎ／Ｏｆｆを繰り返し、トランジスタＴｒがＯｆｆ状態のときにコンデンサＣ４に電力が充電されることとなる。
ロジック回路７について
ロジック回路７は、図示しない電池２の電圧Ｖｂａｔ及び昇圧・充電回路３から出力される電圧Ｖｍｏｔの電圧を検出する検出器を備えている。この電池２の電圧Ｖｂａｔを検出する機能は、本発明の電池電圧検出手段に相当する。
ＣＰＵ８は、電池２の電圧ＶｂａｔがＬｏｗ状態であるか否かを判断する。Ｌｏｗ状態とは、電池２の電圧Ｖｂａｔが殆どない状態をいい、電池２の交換が必要か、若しくは、電池２の充電が必要な状態をいう。デジタルカメラの各部に電圧を供給させることができないからである。
ロジック回路７は、図示しない電池２の電圧Ｖｂａｔ及び昇圧・充電回路３から出力される電圧Ｖｍｏｔの電圧を検出する検出器を備えている。この電池２の電圧Ｖｂａｔを検出する機能は、本発明の電池電圧検出手段に相当する。
ＣＰＵ８は、電池２の電圧ＶｂａｔがＬｏｗ状態であるか否かを判断する。Ｌｏｗ状態とは、電池２の電圧Ｖｂａｔが殆どない状態をいい、電池２の交換が必要か、若しくは、電池２の充電が必要な状態をいう。デジタルカメラの各部に電圧を供給させることができないからである。
ＣＰＵ８は、電池２の電圧ＶｂａｔがＬｏｗ状態であると判断すると処理を終了させ、電池２の電圧ＶｂａｔがＬｏｗ状態でないと判断すると、コンデンサＣ４の電圧Ｖｃａｐがある一定の幅の電圧を保つように、昇圧・充電回路３のコンデンサＣ４への充電の開始及び停止の制御を行う（コンデンサ電圧保持操作）。コンデンサ電圧保持操作については後で詳しく説明する。
そして、コンデンサ電圧保持操作を行うと、コマンドがあるか否かを判断する（判断手段）。コマンドとは、フォーカスレンズやズームレンズを駆動させる命令のことであり、この場合にはモータドライバ＆モータ部６に大電流が流れるからである。例えば、ユーザのキー入力部９の操作により、ズームレンズを動かすための操作信号をＣＰＵ８が受け取った場合など、フォーカスレンズやズームレンズを動かすための制御信号をモータドライバ＆モータ部６に送る場合には、大電流がモータドライバ＆モータ部６に流れるため、コマンドがあると判断する。
そして、ＣＰＵ８は、コマンドがないと判断すると、電池２の電圧ＶｂａｔがＬｏｗ状態か否かの判断を行い上記した処理を繰り返し、コマンドがあると判断すると、コマンドの実行処理を行う。つまり、モータドライバ＆モータ部６にフォーカスレンズなどを動かすための制御信号を送り、モータドライバ＆モータ部６は、該制御信号にしたがってフォーカスレンズなどを駆動させる。このコマンド実行処理については後で、詳しく説明する。
コンデンサ電圧保持操作について
ＣＰＵ８は、検出器により検出された電池２の電圧Ｖｂａｔ及び昇圧・充電回路３から出力される電圧ＶｍｏｔからコンデンサＣ４に充電されている電圧Ｖｃａｐを算出する。この電圧Ｖｃａｐの算出は、電圧Ｖｍｏｔから電圧Ｖｂａｔを引くことにより求めることができる。この電圧Ｖｃａｐを算出する機能は、本発明の検出手段に相当する。
ＣＰＵ８は、検出器により検出された電池２の電圧Ｖｂａｔ及び昇圧・充電回路３から出力される電圧ＶｍｏｔからコンデンサＣ４に充電されている電圧Ｖｃａｐを算出する。この電圧Ｖｃａｐの算出は、電圧Ｖｍｏｔから電圧Ｖｂａｔを引くことにより求めることができる。この電圧Ｖｃａｐを算出する機能は、本発明の検出手段に相当する。
そして、ＣＰＵ８は、算出したコンデンサＣ４の電圧Ｖｃａｐが、モータを駆動させるのに必要最小限の電圧Ｖｃａｐ（ｍｉｎ）以下か否かを判断する（検出手段）。この電圧Ｖｃａｐ（ｍｉｎ）の値は、予めＲＯＭ１１に記録しておく。
ＣＰＵ８は、求めたコンデンサＣ４の電圧ＶｃａｐがＶｃａｐ（ｍｉｎ）以下と判断すると、電池２の電圧Ｖｂａｔ及び電圧Ｖｃａｐ及びデューティ表から適切なデューティを得る。
ＣＰＵ８は、求めたコンデンサＣ４の電圧ＶｃａｐがＶｃａｐ（ｍｉｎ）以下と判断すると、電池２の電圧Ｖｂａｔ及び電圧Ｖｃａｐ及びデューティ表から適切なデューティを得る。
図５（ｂ）は、デューティ表を表したものであり、電圧Ｖｃａｐが低くなればなるほどデューティが高くなり、電圧Ｖｃａｐが高くなればなるほどデューティは低くなることがわかる。
また、電圧２の電圧Ｖｂａｔの高低により、デューティの値も異なることがわかる。つまり、電池２の電圧Ｖｂａｔが高い場合には、電圧Ｖｃａｐの低下とともにデューティも高くなるが、電池２の電圧Ｖｂａｔが低くなっていくと、電圧Ｖｃａｐの低下とともに、デューティはある程度まで高くなるが、ある一定の電圧まで電圧Ｖｃａｐが低くなると、デューティは一定であることがわかる。つまり、電池２の消耗に応じて（電圧Ｖｂａｔの高さによって）、デューティの最大値を下げていく。このように、電池２の消耗に応じてデューティを変えることにより、コンデンサＣ４への充電量を軽減して、電池２の寿命を延ばすことが可能となる。このデューティ表は、予めＲＯＭ１１に記録しておく。
また、電圧２の電圧Ｖｂａｔの高低により、デューティの値も異なることがわかる。つまり、電池２の電圧Ｖｂａｔが高い場合には、電圧Ｖｃａｐの低下とともにデューティも高くなるが、電池２の電圧Ｖｂａｔが低くなっていくと、電圧Ｖｃａｐの低下とともに、デューティはある程度まで高くなるが、ある一定の電圧まで電圧Ｖｃａｐが低くなると、デューティは一定であることがわかる。つまり、電池２の消耗に応じて（電圧Ｖｂａｔの高さによって）、デューティの最大値を下げていく。このように、電池２の消耗に応じてデューティを変えることにより、コンデンサＣ４への充電量を軽減して、電池２の寿命を延ばすことが可能となる。このデューティ表は、予めＲＯＭ１１に記録しておく。
なお、デューティとは、ＣＰＵ８から昇圧回路３（図５（ａ）参照）のトランジスタＴｒに入力させる制御信号のＯｎ／Ｏｆｆの割合のことをいう。また、電圧Ｖｃａｐ（ｍｉｎ）は、任意に設定することができる。
そして、ＣＰＵ８は、該得たデューティで昇圧・充電回路３を駆動させて、コンデンサＣ４への充電を開始させる（制御手段）。このときは、コンデンサＣ４には殆ど電圧が充電されていない状態であるから、電圧Ｖｃａｐの状態はＬｏｗ状態である。
そして、ＣＰＵ８は、該得たデューティで昇圧・充電回路３を駆動させて、コンデンサＣ４への充電を開始させる（制御手段）。このときは、コンデンサＣ４には殆ど電圧が充電されていない状態であるから、電圧Ｖｃａｐの状態はＬｏｗ状態である。
一方、ＣＰＵ８は、電圧Ｖｃａｐがモータを駆動させるのに必要最小限の電圧Ｖｃａｐ（ｍｉｎ）以下でないと判断すると、電圧Ｖｃａｐがモータを駆動させるのに必要最大限の電圧Ｖｃａｐ（ｍａｘ）以上か否かを判断する（検出手段）。この電圧Ｖｃａｐ（ｍａｘ）の値は、予めＲＯＭ１１に記録しておく。
電圧Ｖｃａｐが電圧Ｖｃａｐ（ｍａｘ）以上であると判断すると、ＣＰＵ８は、デューティ＝０で、昇圧・充電回路３を駆動させて、コンデンサＣ４の充電を停止させる（制御手段）。このときは、コンデンサＣ４には十分に電圧が充電されている状態であるから、電圧Ｖｃａｐの状態はＨｉｇｈ状態である。
電圧Ｖｃａｐが電圧Ｖｃａｐ（ｍａｘ）以上であると判断すると、ＣＰＵ８は、デューティ＝０で、昇圧・充電回路３を駆動させて、コンデンサＣ４の充電を停止させる（制御手段）。このときは、コンデンサＣ４には十分に電圧が充電されている状態であるから、電圧Ｖｃａｐの状態はＨｉｇｈ状態である。
一方、電圧Ｖｃａｐが電圧Ｖｃａｐ（ｍａｘ）以上でもないと判断すると、ＣＰＵ８は、何も処理を行わない。つまり、現在、昇圧・充電回路３がコンデンサＣ４への充電を行っている場合にはそのまま充電を継続させ、現在、昇圧・充電回路３がコンデンサＣ４への充電を停止している場合には充電を行わない。このときは、コンデンサＣ４には、ある程度の適当な電圧が充電されている状態であるから、電圧Ｖｃａｐの状態はＰｒｏｐ状態である。
このように、ＣＰＵ８は、コンデンサの電圧Ｖｃａｐの高さにより、コンデンサＣ４への充電を停止させたり、開始させたりするので、コンデンサＣ７の電圧Ｖｃａｐは、ある一定の幅の電圧に保持される。
このように、ＣＰＵ８は、コンデンサの電圧Ｖｃａｐの高さにより、コンデンサＣ４への充電を停止させたり、開始させたりするので、コンデンサＣ７の電圧Ｖｃａｐは、ある一定の幅の電圧に保持される。
コマンド実行処理について
まず、ＣＰＵ８は、コンデンサＣ４の電圧Ｖｃａｐの状態がＬｏｗ状態であるか否かを判断する。Ｌｏｗ状態とは、コンデンサＣ４に殆ど電圧が充電されていない状態のことをいう。
ＣＰＵ８は、電圧Ｖｃａｐの状態がＬｏｗ状態であると判断すると、コンデンサ電圧保持操作を行ってから、電圧Ｖｃａｐの電圧がＬｏｗ状態であるか否かの判断を行う。
まず、ＣＰＵ８は、コンデンサＣ４の電圧Ｖｃａｐの状態がＬｏｗ状態であるか否かを判断する。Ｌｏｗ状態とは、コンデンサＣ４に殆ど電圧が充電されていない状態のことをいう。
ＣＰＵ８は、電圧Ｖｃａｐの状態がＬｏｗ状態であると判断すると、コンデンサ電圧保持操作を行ってから、電圧Ｖｃａｐの電圧がＬｏｗ状態であるか否かの判断を行う。
一方、電圧ＶｃａｐがＬｏｗ状態でないと判断すると、ＣＰＵ８は、デューティ＝０、で昇圧・充電回路３を駆動させて、コンデンサＣ４への充電を停止させる。
そして、ＣＰＵ８は、モータドライバ＆モータ部６に制御信号を送り、モータドライバ＆モータ部６は該制御信号にしたがって、フォーカスレンズやズームレンズを駆動させる。このとき、モータドライバ＆モータ部６には、コンデンサＣ４に充電された電力を用いて昇圧回路４によって昇圧された５Ｖ電圧が供給されることとなる。
そして、ＣＰＵ８は、モータドライバ＆モータ部６に制御信号を送り、モータドライバ＆モータ部６は該制御信号にしたがって、フォーカスレンズやズームレンズを駆動させる。このとき、モータドライバ＆モータ部６には、コンデンサＣ４に充電された電力を用いて昇圧回路４によって昇圧された５Ｖ電圧が供給されることとなる。
Ｆ．電源回路１の動作
次に、第２の実施の形態における電源回路１の動作を図６〜図８のフローチャートにしたがって説明する。
まず、第２の実施の形態における電源回路１のメイン動作を図６のフローチャートにしたがって説明する。
次に、第２の実施の形態における電源回路１の動作を図６〜図８のフローチャートにしたがって説明する。
まず、第２の実施の形態における電源回路１のメイン動作を図６のフローチャートにしたがって説明する。
まず、ステップＳ１に進み、電池２の電圧ＶｂａｔがＬｏｗ状態であるか否かを判断する。電池２の電圧ＶｂａｔがＬｏｗ状態とは、電池２の電圧がほとんどない状態をいい、電池２の交換が必要か、若しくは、電池２の充電が必要な状態をいう。
電池２の電圧ＶｂａｔがＬｏｗ状態であると判断すると（ステップＳ１でＹに分岐）処理を終了する。電池２の電圧ＶｂａｔがＬｏｗ状態であれば、フォーカスレンズを動かしたり、コンデンサＣ４に充電をすることができないからである。
電池２の電圧ＶｂａｔがＬｏｗ状態であると判断すると（ステップＳ１でＹに分岐）処理を終了する。電池２の電圧ＶｂａｔがＬｏｗ状態であれば、フォーカスレンズを動かしたり、コンデンサＣ４に充電をすることができないからである。
一方、電池２の電圧ＶｂａｔがＬｏｗ状態でないと判断すると（ステップＳ１でＮに分岐）、ステップＳ２に進み、コンデンサ電圧保持操作を行う。コンデンサ電圧保持操作とは、コンデンサＣ４の充電の開始及び停止を行うことをいう。このコンデンサ電圧保持操作については、後で詳細に述べる。
次いで、ステップＳ３で、コマンドがあるか否かを判断する。コマンドとは、フォーカスレンズやズームレンズを駆動させる命令のことをいう。つまり、ＣＰＵ８がキー入力部９からズームレンズを動かすための制御信号を受けとった場合など、フォーカスレンズやズームレンズを動かすためにモータドライバ＆モータ部６に制御信号を送る場合には、コマンドがあると判断する。
次いで、ステップＳ３で、コマンドがあるか否かを判断する。コマンドとは、フォーカスレンズやズームレンズを駆動させる命令のことをいう。つまり、ＣＰＵ８がキー入力部９からズームレンズを動かすための制御信号を受けとった場合など、フォーカスレンズやズームレンズを動かすためにモータドライバ＆モータ部６に制御信号を送る場合には、コマンドがあると判断する。
コマンドがあると判断すると（ステップＳ３でＹに分岐）、ステップＳ４に進んで、コマンドを実行してからステップＳ１に戻り、コマンドがないと判断すると（ステップＳ３でＮに分岐）、そのままステップＳ１に戻り電池２の電圧ＶｂａｔがＬｏｗ状態であるか否かの判断を行う。このコマンドの実行については、後で詳細に述べる。
次に、コンデンサ電圧保持操作の動作を図７のフローチャートにしたがって説明する。
ステップＳ１１で、電池２の電圧Ｖｂａｔ及び昇圧・充電回路３からの出力電圧Ｖｍｏｔを取り込む。
次いで、ステップＳ１２で、取り込んだ出力電圧Ｖｍｏｔから電池２の電圧Ｖｂａｔを引くことにより、コンデンサＣ４の電圧Ｖｃａｐを求める。
ステップＳ１１で、電池２の電圧Ｖｂａｔ及び昇圧・充電回路３からの出力電圧Ｖｍｏｔを取り込む。
次いで、ステップＳ１２で、取り込んだ出力電圧Ｖｍｏｔから電池２の電圧Ｖｂａｔを引くことにより、コンデンサＣ４の電圧Ｖｃａｐを求める。
次いで、ステップＳ１３で、求めたコンデンサＣ４の電圧Ｖｃａｐが、モータ駆動させるのに必要最小限の電圧Ｖｃａｐ（ｍｉｎ）より小さいか否かを判断する。
求めたコンデンサＣ４の電圧Ｖｃａｐが電圧Ｖｃａｐ（ｍｉｎ）より低いと判断された場合は、ステップＳ１４に進み、電池Ｖｂａｔの電圧、コンデンサＣ４の電圧Ｖｃａｐ及びデューティ表からデューティを得る。
求めたコンデンサＣ４の電圧Ｖｃａｐが電圧Ｖｃａｐ（ｍｉｎ）より低いと判断された場合は、ステップＳ１４に進み、電池Ｖｂａｔの電圧、コンデンサＣ４の電圧Ｖｃａｐ及びデューティ表からデューティを得る。
次いで、ステップＳ１５で、ステップＳ１４で得たデューティで昇圧・充電回路３を動かす。つまり、コンデンサＣ４の充電を開始する。この場合には、現在のコンデンサＣ４の電圧Ｖｃａｐの状態はＬｏｗ状態である。Ｌｏｗ状態とは、モータを駆動させるのに必要な電圧がない状態をいう。
一方、ステップＳ１３で、コンデンサＣ４の電圧Ｖｃａｐが、電圧Ｖｃａｐ（ｍｉｎ）より小さくないと判断すると、ステップＳ１６に進み、コンデンサＣ４の電圧Ｖｃａｐが、モータを駆動させるのに必要最大限の電圧Ｖｃａｐ（ｍａｘ）より大きいか否かを判断する。
電圧Ｖｃａｐが電圧Ｖｃａｐ（ｍａｘ）より高いと判断された場合は、ステップＳ１７に進み、昇圧・充電回路３をデューティ＝０で動かす。つまり、コンデンサＣ４の充電を停止させる。コンデンサＣ４は十分に充電されているからである。この場合には、現在のコンデンサＣ４の電圧Ｖｃａｐの状態はＨｉｇｈ状態である。Ｈｉｇｈ状態とは、モータを駆動させるのに十分過ぎる電圧が充電されている状態をいう。
電圧Ｖｃａｐが電圧Ｖｃａｐ（ｍａｘ）より高いと判断された場合は、ステップＳ１７に進み、昇圧・充電回路３をデューティ＝０で動かす。つまり、コンデンサＣ４の充電を停止させる。コンデンサＣ４は十分に充電されているからである。この場合には、現在のコンデンサＣ４の電圧Ｖｃａｐの状態はＨｉｇｈ状態である。Ｈｉｇｈ状態とは、モータを駆動させるのに十分過ぎる電圧が充電されている状態をいう。
一方、ステップＳ１６で、電圧Ｖｃａｐが電圧Ｖｃａｐ（ｍａｘ）より大きくないと判断すると、そのまま動作を終了させる。つまり、現在、充電を行っている場合はそのまま充電を継続し、充電を行っていない場合には充電を行わない。この場合には、現在のコンデンサＣ４の電圧Ｖｃａｐの状態は、Ｐｒｏｐ状態である。Ｐｒｏｐ状態とは、モータを駆動させるのに適切な電圧が充電されている状態をいう。
次に、コマンド実行の動作を図８のフローチャートにしたがって説明する。
ステップＳ２１で、現在のコンデンサＣ４の電圧Ｖｃａｐの状態がＬｏｗ状態であるか否かを判断する。Ｌｏｗ状態であると判断すると（ステップＳ２１でＹに分岐）、ステップＳ２２に進み、コンデンサ電圧保持操作を行い、ステップＳ２１に戻る。コンデンサＣ４は殆ど充電されていない状態なので、モータドライバ＆モータ部に必要な電力を供給することができないからである。
ステップＳ２１で、現在のコンデンサＣ４の電圧Ｖｃａｐの状態がＬｏｗ状態であるか否かを判断する。Ｌｏｗ状態であると判断すると（ステップＳ２１でＹに分岐）、ステップＳ２２に進み、コンデンサ電圧保持操作を行い、ステップＳ２１に戻る。コンデンサＣ４は殆ど充電されていない状態なので、モータドライバ＆モータ部に必要な電力を供給することができないからである。
ステップＳ２１で、コンデンサＣ４の電圧Ｖｃａｐの状態がＬｏｗ状態でないと判断すると、ステップＳ２３に進み、昇圧・充電回路３を、デューティ＝０、で動かす。つまり、コンデンサＣ４への充電を停止させる。
次いで、ステップＳ２４に進み、ＣＰＵ８は、モータドライバ＆モータ部６に制御信号を送り、モータを駆動させる。このとき、モータドライバ＆モータ部６には、コンデンサＣ４に充電された電圧を用いて昇圧回路４によって昇圧された５Ｖ電圧が供給される。
次いで、ステップＳ２４に進み、ＣＰＵ８は、モータドライバ＆モータ部６に制御信号を送り、モータを駆動させる。このとき、モータドライバ＆モータ部６には、コンデンサＣ４に充電された電圧を用いて昇圧回路４によって昇圧された５Ｖ電圧が供給される。
以上のように、第２の実施の形態においては、コンデンサＣ４の電圧Ｖｃａｐに応じてデューティを変えるので、無駄にコンデンサＣ４に充電を行うことなく、電池２の寿命を延ばすことができる。
また、電池２の消耗に応じて（電圧Ｖｂａｔに応じて）デューティの最大値を下げていくので、コンデンサＣ４への充電量を軽減することができ、電池２の寿命を延ばすことができる。
また、電池２の消耗に応じて（電圧Ｖｂａｔに応じて）デューティの最大値を下げていくので、コンデンサＣ４への充電量を軽減することができ、電池２の寿命を延ばすことができる。
［変形例］
第２の実施の形態は、以下のような変形例も可能である。
第２の実施の形態においては、モータの駆動中には、コンデンサＣ４への充電を行わなかったが、モータを駆動させるときには、始動時に大きな電流が流れ、モータの回転数の上昇とともに、電流も定常値に収束するので（電流も小さくなるので）、モータの始動時には、コンデンサＣ４への充電を止め、電流が定常値に収束すると、モータ駆動中であっても、コンデンサＣ４への充電を行うというものである。
第２の実施の形態は、以下のような変形例も可能である。
第２の実施の形態においては、モータの駆動中には、コンデンサＣ４への充電を行わなかったが、モータを駆動させるときには、始動時に大きな電流が流れ、モータの回転数の上昇とともに、電流も定常値に収束するので（電流も小さくなるので）、モータの始動時には、コンデンサＣ４への充電を止め、電流が定常値に収束すると、モータ駆動中であっても、コンデンサＣ４への充電を行うというものである。
Ｇ．電源回路１の動作
コマンド実行の動作以外は、第２の実施の形態と同様なので、ここでは、コマンド実行の動作を図９のフローチャートにしたがって詳しく説明する。
ステップＳ３１で、現在のコンデンサＣ４の電圧Ｖｃａｐの状態がＬｏｗ状態であるか否かを判断する。Ｌｏｗ状態であると判断すると（ステップＳ３１でＹに分岐）、ステップＳ３２に進み、コンデンサ電圧保持操作を行い、ステップＳ３１に戻る。コンデンサＣ４は殆ど充電されていない状態なので、モータドライバ＆モータ部に必要な電力を供給することができないからである。
コマンド実行の動作以外は、第２の実施の形態と同様なので、ここでは、コマンド実行の動作を図９のフローチャートにしたがって詳しく説明する。
ステップＳ３１で、現在のコンデンサＣ４の電圧Ｖｃａｐの状態がＬｏｗ状態であるか否かを判断する。Ｌｏｗ状態であると判断すると（ステップＳ３１でＹに分岐）、ステップＳ３２に進み、コンデンサ電圧保持操作を行い、ステップＳ３１に戻る。コンデンサＣ４は殆ど充電されていない状態なので、モータドライバ＆モータ部に必要な電力を供給することができないからである。
ステップＳ３１で、コンデンサＣ４の電圧Ｖｃａｐの状態がＬｏｗ状態でないと判断すると、ステップＳ３３に進み、昇圧・充電回路３を、デューティ＝０、で動かす。つまり、コンデンサＣ４への充電を停止させる。
次いで、ステップＳ３４に進み、ＣＰＵ８は、モータドライバ＆モータ部に制御信号を送り、モータを駆動させる。
次いで、ステップＳ３５に進み、所定時間待ち動作を行う。つまり、電流が定常値に収束するまで待ち動作を行う。
次いで、ステップＳ３４に進み、ＣＰＵ８は、モータドライバ＆モータ部に制御信号を送り、モータを駆動させる。
次いで、ステップＳ３５に進み、所定時間待ち動作を行う。つまり、電流が定常値に収束するまで待ち動作を行う。
次いで、ステップＳ３６に進み、電池Ｖｂａｔの電圧、コンデンサＣ４の電圧Ｖｃａｐからデューティを得る。
次いで、ステップＳ３７に進み、得たデューティで昇圧・充電回路３を動かす。つまり、充電を開始する。
次いで、ステップＳ３８に進み、モータ動作が終了したか否かを判断し、終了していない場合は（ステップＳ３８でＮに分岐）、終了するまでコンデンサＣ４への充電を継続し、終了した場合は（ステップＳ３８でＹに分岐）、コマンド実行の動作を終了させる。
次いで、ステップＳ３７に進み、得たデューティで昇圧・充電回路３を動かす。つまり、充電を開始する。
次いで、ステップＳ３８に進み、モータ動作が終了したか否かを判断し、終了していない場合は（ステップＳ３８でＮに分岐）、終了するまでコンデンサＣ４への充電を継続し、終了した場合は（ステップＳ３８でＹに分岐）、コマンド実行の動作を終了させる。
以上のように、変形例においては、モータが駆動するときには、コンデンサＣ４への充電を停止し、電流が定常値に収束した場合にはモータ駆動中であっても、コンデンサＣ４への充電を行うので、次のモータ始動に即応することができる。
なお、第１の実施の形態においては、モータ駆動時にはコンデンサＣ４への充電を停止したが、上記した変形例と同様、モータが駆動中であっても、電流が定常値に収束した（電流が小さくなった）場合には、コンデンサＣ４への充電を行うようにしてもよい。
また、本発明においては、モータについて限定したが、大電流が必要な場合には、コンデンサＣ４への充電を停止させ、コンデンサＣ４に充電された電圧を用いて電圧（電流）を供給し、電流が小さい場合には、コンデンサＣ４への充電を行うようにしてもよい。つまり、モータに限らず、大電流を用いる部品（液晶など）にも本発明を適用することができる。
また、本発明においては、モータについて限定したが、大電流が必要な場合には、コンデンサＣ４への充電を停止させ、コンデンサＣ４に充電された電圧を用いて電圧（電流）を供給し、電流が小さい場合には、コンデンサＣ４への充電を行うようにしてもよい。つまり、モータに限らず、大電流を用いる部品（液晶など）にも本発明を適用することができる。
また、本発明においては、昇圧回路を用いて説明したが、これに限られるものではなく、レギュレータであってもよい。また、同様に昇圧・充電回路を用いて説明したが、入力電圧を昇圧しないで、コンデンサＣ４に充電する充電回路であってもよい。
また、電池から２以上の（大小の異なる）電圧を生成して供給する電源回路について説明したが、３以上の電圧を生成して供給する電源回路についても適用することができる。
また、電池から２以上の（大小の異なる）電圧を生成して供給する電源回路について説明したが、３以上の電圧を生成して供給する電源回路についても適用することができる。
また、上記各実施の形態における電源回路は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、カメラ付き携帯電話、ＰＤＡ、パソコン等、又はデジタルビデオカメラ等でもよく、要は２以上の電圧を供給する電源回路であれば何でもよい。
１ 電源回路
２ 電池
３ 昇圧・充電回路（充電手段）
４ 昇圧回路（第２の出力手段）
５ 昇圧回路（第１の出力手段）
６ モータドライバ＆モータ部（第２の負荷部）
７ ロジック回路（第１の負荷部）
８ ＣＰＵ（制御手段、判断手段）
９ キー入力部
１０ ＤＲＡＭ
１１ ＲＯＭ
１２ フラッシュメモリ
１３ 従来の電源回路
１４ 電池
１５ 昇圧回路
１６ 昇圧回路
１７ モータドライバ＆モータ部
１８ ロジック回路
２ 電池
３ 昇圧・充電回路（充電手段）
４ 昇圧回路（第２の出力手段）
５ 昇圧回路（第１の出力手段）
６ モータドライバ＆モータ部（第２の負荷部）
７ ロジック回路（第１の負荷部）
８ ＣＰＵ（制御手段、判断手段）
９ キー入力部
１０ ＤＲＡＭ
１１ ＲＯＭ
１２ フラッシュメモリ
１３ 従来の電源回路
１４ 電池
１５ 昇圧回路
１６ 昇圧回路
１７ モータドライバ＆モータ部
１８ ロジック回路
Claims (7)
- 電圧を供給する電池と、
前記電池からの出力電圧を第１の電圧にして第１の負荷部に出力する第１の出力手段と、
前記電池からの出力電圧をコンデンサに充電する充電手段と、
前記電池の電圧に前記コンデンサに充電された電圧を加えた電圧を第２の電圧にして第２の負荷部に出力する第２の出力手段と、
前記第２の負荷部に流れる電流が大きいか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段により前記第２の負荷部に流れ込む電流が大きいと判断した場合は、前記充電手段によるコンデンサへの充電を停止させ、前記第２の負荷部に流れる電流が大きくないと判断した場合は、前記充電手段によるコンデンサへの充電を行わせる制御手段と、
を備え、
前記コンデンサは、前記電池と直列に接続され、且つ、前記第１の出力手段の入力側と、前記第２の出力手段の入力側との間に設けられたことを特徴とする電源回路。 - 電圧を供給する電池と、
前記電池からの出力電圧を第１の電圧にして第１の負荷部に出力する第１の出力手段と、
前記電池からの出力電圧をコンデンサに充電する充電手段と、
前記電池の電圧に前記コンデンサに充電された電圧を加えた電圧を第２の電圧にして第２の負荷部に出力する第２の出力手段と、
前記コンデンサの充電量を検出する検出手段と、
を備え、
前記コンデンサは、前記電池と直列に接続され、且つ、前記第１の出力手段の入力側と、前記第２の出力手段の入力側との間に設けられ、
前記制御手段は、前記検出手段により前記コンデンサの充電量が第１の所定電圧以下と検出され、且つ、前記判断手段により前記第２の負荷部に流れる電流が大きくないと判断された場合は、前記充電手段によるコンデンサへの充電を行わせることを特徴とする電源回路。 - 電圧を供給する電池と、
前記電池からの出力電圧を第１の電圧にして第１の負荷部に出力する第１の出力手段と、
前記電池からの出力電圧をコンデンサに充電する充電手段と、
前記電池の電圧に前記コンデンサに充電された電圧を加えた電圧を第２の電圧にして第２の負荷部に出力する第２の出力手段と、
を備え、
前記コンデンサは、前記電池と直列に接続され、且つ、前記第１の出力手段の入力側と、前記第２の出力手段の入力側との間に設けられ、
前記制御手段は、前記検出手段により前記コンデンサの充電量が第２の所定電圧以上と検出された場合は、前記判断手段により前記第２の負荷部に流れる電流が小さいと判断されても、前記充電手段によるコンデンサへの充電を停止させることを特徴とする電源回路。 - 前記第２の所定電圧は、前記第１の所定電圧より高いことを特徴とする請求項３記載の電源回路。
- 電圧を供給する電池と、
前記電池からの出力電圧を第１の電圧にして第１の負荷部に出力する第１の出力手段と、
前記電池からの出力電圧をコンデンサに充電する充電手段と、
前記電池の電圧に前記コンデンサに充電された電圧を加えた電圧を第２の電圧にして第２の負荷部に出力する第２の出力手段と、
を備え、
前記コンデンサは、前記電池と直列に接続され、且つ、前記第１の出力手段の入力側と、前記第２の出力手段の入力側との間に設けられ、
前記第２の負荷部は、モータであり、
前記判断手段は、前記モータが駆動するときには、前記第２の負荷部に流れる電流は大きいと判断することを特徴とする電源回路。 - 前記判断手段は、前記モータが駆動してから一定時間経過後は、前記第２の負荷部に流れる電流は大きくないと判断することを特徴とする請求項５記載の電源回路。
- 前記第１の出力手段は、前記電池からの出力電圧を第１の電圧に昇圧して前記第２の負荷部に出力し、
前記充電手段は、前記電池からの出力電圧を昇圧して、前記コンデンサに充電し、
前記第２の出力手段は、前記電池の電圧に前記コンデンサに充電された電圧を加えた電圧を第２の電圧に昇圧して出力することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の電源回路。
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