JP5445205B2 - Power control circuit for portable device and power control method for portable device - Google Patents

Power control circuit for portable device and power control method for portable device Download PDF

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Description

本発明は、携帯機器の電源制御回路及び携帯機器の電源制御方法に関する。   The present invention relates to a power control circuit for a portable device and a power control method for the portable device.

今日、携帯通信機器の高性能化及び多機能化が進む一方で、その部品点数の低減及び低コスト化が進んでいる。現在では、携帯通信機器の電池パックが筐体から外れた場合、もしくは電池電圧が低下してシステムがダウンした場合には、バックアップ用のコイン電池等を使用することで、搭載されているＳＲＡＭのデータ保持や、時計の計時を継続させることなどが行われている。   Today, while the performance and functionality of mobile communication devices are increasing, the number of parts and the cost are decreasing. At present, when the battery pack of a portable communication device is removed from the casing, or when the battery voltage is lowered and the system is down, by using a coin cell for backup, etc. Data retention and clock timing are continued.

また、コストダウンの一手法として、近年では、バックアップ用のコイン電池を大容量のコンデンサに置き換えることが行われている。   As a method for reducing costs, in recent years, a backup coin battery is replaced with a large-capacity capacitor.

また、本発明に関連する技術として、特許文献１乃至３に記載された技術がある。例えば特許文献１には、バックアップ電源と、主電源とバックアップ電源間に接続されるＭＯＳトランジスタと、バックアップ電源に流れる電流の向きを検出する手段とを備えたバックアップ電源回路が開示されている。   Further, as techniques related to the present invention, there are techniques described in Patent Documents 1 to 3. For example, Patent Document 1 discloses a backup power supply circuit including a backup power supply, a MOS transistor connected between the main power supply and the backup power supply, and means for detecting the direction of a current flowing through the backup power supply.

特開２００９−２１９１７６号公報JP 2009-219176 A 特開平０８−２４２５４６号公報JP 08-242546 A 特開平０９−２９４３３０号公報JP 09-294330 A

しかしながら、コイン電池を用いた方法と同じようにして置き換えたコンデンサのみを用いてバックアップを行うものとしては、コンデンサは放電のためにコイン電池に比べて遥かに短い時間しか同程度の電圧を保持することができず、コンデンサを用いたバックアップの電圧保持時間は、瞬時的な電池外れの時間程度しか保証されないという問題がある。   However, as a backup using only the capacitor replaced in the same manner as the method using the coin battery, the capacitor holds the same voltage for a much shorter time than the coin battery for discharging. However, there is a problem that the backup voltage holding time using the capacitor is guaranteed only about the time of instantaneous battery removal.

また、上述した特許文献１に開示されたバックアップ電源回路は、メインの電池電圧とバックアップ用の電池電圧との比較に応じてバックアップ動作時にバックアップ用の電池を給電することは開示しておらず、電池外れ時や電池の低電圧時に、バックアップ電圧保持時間の延長を目的とするものではない。   In addition, the backup power supply circuit disclosed in Patent Document 1 described above does not disclose supplying power to the backup battery during the backup operation according to the comparison between the main battery voltage and the backup battery voltage. It is not intended to extend the backup voltage holding time when the battery is disconnected or when the battery voltage is low.

従って本発明の目的は、携帯機器のバックアップシステムに関して、バックアップ電圧保持時間の延長が可能な携帯機器の電源制御回路及び携帯機器の電源制御方法を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a power control circuit for a portable device and a power control method for the portable device that can extend the backup voltage holding time with respect to the backup system of the portable device.

本発明に係る携帯機器の電源制御回路は、メインの１次電池と、前記１次電池からスイッチを介して給電されるバックアップ用の２次電池と、前記スイッチを導通状態又は非導通状態に制御するスイッチ制御部と、を備え、前記スイッチ制御部は、前記１次電池の電圧が所定の第１の電圧以上である場合には、前記スイッチを導通状態にし、前記１次電池の電圧が所定の第１の電圧を下回った場合に、前記スイッチを非導通状態にし、その後、前記１次電池の電圧が前記２次電池の電圧以上となったときには、前記スイッチを導通状態にするものである。   A power supply control circuit for a portable device according to the present invention controls a main primary battery, a backup secondary battery that is powered from the primary battery via a switch, and controls the switch to a conductive state or a non-conductive state. A switch control unit configured to turn on the switch when the voltage of the primary battery is equal to or higher than a predetermined first voltage, and the voltage of the primary battery is predetermined. When the voltage is lower than the first voltage, the switch is turned off. When the voltage of the primary battery becomes equal to or higher than the voltage of the secondary battery, the switch is turned on. .

また、本発明に係る携帯機器の電源制御方法は、メインの１次電池の電圧が所定の第１の電圧以上である場合には、当該１次電池とバックアップ用の２次電池との間に接続されるスイッチを導通状態にし、前記１次電池の電圧が所定の第１の電圧を下回った場合には、前記スイッチを非導通状態にし、その後、前記１次電池の電圧が前記２次電池の電圧以上となったときには、前記スイッチを導通状態にするものである。   In addition, the power control method for a portable device according to the present invention can provide a power supply control method between a primary battery and a backup secondary battery when the voltage of the main primary battery is equal to or higher than a predetermined first voltage. When the switch to be connected is turned on and the voltage of the primary battery is lower than a predetermined first voltage, the switch is turned off, and then the voltage of the primary battery is changed to the secondary battery. When the voltage becomes equal to or higher than the voltage, the switch is turned on.

本発明によれば、携帯機器のバックアップ方法に関して、バックアップ電圧保持時間の延長が可能な携帯機器の電源制御回路及び携帯機器の電源制御方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, regarding the backup method of a portable device, the power supply control circuit of the portable device which can extend backup voltage holding time, and the power supply control method of a portable device can be provided.

実施の形態１に係る携帯機器の構成図である。1 is a configuration diagram of a mobile device according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態１に係るスイッチ制御回路の詳細図である。2 is a detailed diagram of a switch control circuit according to the first embodiment. FIG. 実施の形態１に係る携帯機器の電池電圧が低下した場合の動作図である。FIG. 5 is an operation diagram when the battery voltage of the mobile device according to the first embodiment is lowered. 実施の形態１に係る携帯機器の電池電圧が低下した場合の動作図である。FIG. 5 is an operation diagram when the battery voltage of the mobile device according to the first embodiment is lowered. 実施の形態１に係る携帯機器の電池電圧が上昇した場合のシーケンスである。It is a sequence when the battery voltage of the portable apparatus which concerns on Embodiment 1 rises. 実施の形態１に係る携帯機器の通常動作からバックアップ動作への切り替わる時のＳＷの制御フローである。4 is a SW control flow when the mobile device according to Embodiment 1 switches from a normal operation to a backup operation. その他の実施の形態に係るスイッチ制御回路の詳細図である。It is a detailed diagram of a switch control circuit according to another embodiment. 本発明に関連する携帯機器の構成図である。It is a block diagram of the portable apparatus relevant to this invention. 本発明に関連する携帯機器の電池電圧が低下した場合の動作図である。It is an operation | movement figure when the battery voltage of the portable apparatus relevant to this invention falls.

まず、本発明の実施の形態について説明する前に、本発明の原理及び特徴について説明する。
本発明に係る携帯機器の電源制御回路は、メインの１次電池と、１次電池からスイッチを介して給電されるバックアップ用の２次電池と、スイッチを導通状態又は非導通状態に制御するスイッチ制御部と、を備えている。 First, before describing embodiments of the present invention, the principle and features of the present invention will be described.
A power supply control circuit for a portable device according to the present invention includes a main primary battery, a secondary battery for backup fed from the primary battery via a switch, and a switch for controlling the switch to a conductive state or a non-conductive state. And a control unit.

スイッチ制御部は、１次電池の電圧が所定の第１の電圧以上である場合には、スイッチを導通状態にする。また、１次電池の電圧が所定の第１の電圧を下回った場合には、スイッチを非導通状態にし、その後、１次電池の電圧が２次電池の電圧以上となったときには、スイッチを導通状態にする。これにより、電池電圧の低下時において、バックアップ電圧保持時間を延長させることができる。   The switch control unit brings the switch into a conductive state when the voltage of the primary battery is equal to or higher than a predetermined first voltage. In addition, when the voltage of the primary battery falls below a predetermined first voltage, the switch is turned off, and when the voltage of the primary battery becomes equal to or higher than the voltage of the secondary battery, the switch is turned on. Put it in a state. Thereby, the backup voltage holding time can be extended when the battery voltage decreases.

バックアップ手段の２次電池として大容量のコンデンサを用いる場合に、バックアップの保持時間を長くすることを目的として、メイン電池からの持ち出しを利用した点を特徴とする。   When a large-capacity capacitor is used as the secondary battery of the backup means, it is characterized in that the take-out from the main battery is used for the purpose of extending the backup retention time.

また、スイッチはＰＭＯＳのＦＥＴを用いて構成することができ、スイッチを制御する制御の論理には、１次電池の電圧と２次電池の電圧のコンパレート出力を利用する。そして、１次電池の電圧が残っている場合には、残量をバックアップの電源ソースとして利用し、電池電圧が残っていない場合には、バックアップ用の２次電池に蓄積された電荷が１次電池側に逆流しないようにした点を特徴とする。   Further, the switch can be configured using a PMOS FET, and the control logic for controlling the switch uses a comparator output of the voltage of the primary battery and the voltage of the secondary battery. When the voltage of the primary battery remains, the remaining amount is used as a backup power source. When the battery voltage does not remain, the charge accumulated in the backup secondary battery is primary. It is characterized in that it does not flow backward to the battery side.

さらに、バックアップ動作に移行する際には、電池電圧検出信号に基づく制御から、電池電圧とバックアップ電圧とのコンパレート出力へと、遅延回路を用いて、スイッチの制御を切り替え可能とした点を特徴とする。   Furthermore, when shifting to the backup operation, the switch control can be switched using a delay circuit from the control based on the battery voltage detection signal to the comparator output of the battery voltage and the backup voltage. And

実施の形態１．
以下、図面を参照して本発明の実施の形態１について説明する。
図１、２、８を参照して、携帯機器の構成を説明する。
まず、本発明の理解を容易とするため、図８を参照して、本発明に関連する電源回路について先に説明する。図８は本発明に関連する携帯機器の構成図である。 Embodiment 1 FIG.
Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to the drawings.
The configuration of the mobile device will be described with reference to FIGS.
First, in order to facilitate understanding of the present invention, a power supply circuit related to the present invention will be described first with reference to FIG. FIG. 8 is a configuration diagram of a portable device related to the present invention.

図８に示すように、携帯機器は、リチウムイオンなどの電池パック１（メインの１次電池）と、電池からの電圧を受けて出力及び制御を行う電源回路２と、システムを構成するための制御系デバイス３と、表示系デバイス４と、アプリケーション用デバイス５と、データ入力部６と、を備えている。   As shown in FIG. 8, a portable device includes a battery pack 1 (main primary battery) such as lithium ion, a power supply circuit 2 that receives and outputs voltage from the battery, and a system. A control system device 3, a display system device 4, an application device 5, and a data input unit 6 are provided.

電源回路２は、電池からの電圧を各デバイスに対して適した電圧にして出力すると共に、それら出力の制御を行なう。電源回路２は、一般的に、これらデバイス（制御系デバイス３、表示系デバイス４、アプリケーション用デバイス５）に対して、電源２１〜２３をそれぞれ有している。   The power supply circuit 2 outputs the voltage from the battery with a voltage suitable for each device, and controls the output. The power supply circuit 2 generally has power supplies 21 to 23 for these devices (the control system device 3, the display system device 4, and the application device 5).

また、携帯機器は、Ｉ／Ｆ用共通電源７を備えており、電源回路２には、共通のインターフェースの電源７（Ｉ／Ｆ用共通電源７）として、電源２４が個別に設けられている。   Further, the portable device includes an I / F common power supply 7, and the power supply circuit 2 is individually provided with a power supply 24 as the common interface power supply 7 (I / F common power supply 7). .

さらに、携帯機器は、システムがシャットダウンした場合においてもその機能を維持して駆動し続けるために、バックアップ用の大容量のコンデンサ１４（バックアップ用の２次電池）を備えている。携帯機器が備える時計機能９と、発振回路１０と、バックアップ系レジスタ等１１と、バックアップ電圧監視手段（ＤＥＴＢＫ）１２とは、バックアップ用電池（コンデンサ１４）を電源として機能する。   Further, the portable device includes a large-capacity capacitor 14 for backup (secondary battery for backup) in order to maintain the function and continue to drive even when the system is shut down. A clock function 9, an oscillation circuit 10, a backup system register 11, and a backup voltage monitoring unit (DETBK) 12 included in the portable device function using a backup battery (capacitor 14) as a power source.

コンデンサ１４は、バックアップ用の大容量コンデンサであり、電源回路２の電源２５からダイオート８を介して充電が行なわれる。抵抗１３は保護用として設けられている。尚、コンデンサ１４はボタン電池に置き換えられることもある。   The capacitor 14 is a large-capacity capacitor for backup, and is charged from the power supply 25 of the power supply circuit 2 via the die auto 8. The resistor 13 is provided for protection. The capacitor 14 may be replaced with a button battery.

また、携帯機器は、電源の入力に対して変動を抑えるために、デカップリングとしてコンデンサ１５〜１９を用意していることが多い。   In addition, in many cases, portable devices are provided with capacitors 15 to 19 as decoupling in order to suppress fluctuations with respect to power input.

図８に例示した電源回路２は、各デバイスに対する電源がそれぞれ用意されており、デバイスごとにその電圧範囲・電流容量が決められている。   The power supply circuit 2 illustrated in FIG. 8 has power supplies for each device, and the voltage range and current capacity are determined for each device.

また、電源回路２は、電池電圧監視手段（ＤＥＴ）２６を備えており、電池電圧監視手段（ＤＥＴ）２６を用いてバックアップ動作に入る構成となっている。すなわち、電池電圧監視手段（ＤＥＴ）２６が所定の値の電池電圧を検出した場合には、システムをシャットダウンしてバックアップ動作に入る構成となっている。電源回路２では、電池電圧が低下した場合には前述の特性を満足することができなくなる電源もあるためである。従って、図８に例示した携帯機器では、コンデンサを用いたバックアップの電圧保持時間は、瞬時的な電池外れの時間程度しか保証されない。   Further, the power supply circuit 2 includes battery voltage monitoring means (DET) 26 and is configured to enter a backup operation using the battery voltage monitoring means (DET) 26. That is, when the battery voltage monitoring means (DET) 26 detects a battery voltage of a predetermined value, the system is shut down and the backup operation is started. This is because, in the power supply circuit 2, there are some power supplies that cannot satisfy the above-described characteristics when the battery voltage decreases. Therefore, in the portable device illustrated in FIG. 8, the voltage holding time of the backup using the capacitor is guaranteed only about the time of instantaneous battery removal.

次に、図１を参照して、本実施の形態に係る電源制御回路の構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る携帯機器の構成図である。図１に示す携帯機器は、図８で示した携帯機器のバックアップ用電源２５をＰｃｈ ＦＥＴのスイッチ（ＳＷ２０１）に置き換えると共に、そのスイッチ（ＳＷ２０１）の制御回路２０２を追加したものである。これにより、バックアップ電圧の保持時間を延長可能とする。尚、ＳＷ２０１及びスイッチ制御回路２０２を除く他の要素については図８で示した要素と同一の構成であるため、以下では、その詳細な説明を省略する。   Next, the configuration of the power supply control circuit according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a configuration diagram of a portable device according to the present embodiment. The portable device shown in FIG. 1 is obtained by replacing the backup power source 25 of the portable device shown in FIG. 8 with a Pch FET switch (SW201) and adding a control circuit 202 for the switch (SW201). This makes it possible to extend the backup voltage holding time. Since the elements other than the SW 201 and the switch control circuit 202 have the same configuration as the elements shown in FIG. 8, detailed description thereof will be omitted below.

図２を参照して、スイッチ制御回路２０２の詳細について説明する。
図２に示すように、スイッチ制御回路２０２は、ＯＲゲート２０２１と、遅延素子２０２２と、ＡＮＤゲート２０２３と、電池電圧（ＶＢＡＴ）及びバックアップ電圧（ＶＢＫ）を比較するコンパレータ２０２４と、を備えている。 Details of the switch control circuit 202 will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 2, the switch control circuit 202 includes an OR gate 2021, a delay element 2022, an AND gate 2023, and a comparator 2024 that compares the battery voltage (VBAT) and the backup voltage (VBK). .

遅延素子２０２２に関しては、抵抗とコンデンサを用いて時定数が設定されるものとしてもよい。遅延素子２０２２は、コンパレータ２０２４の出力が安定する時間を確保すると共に、電池電圧とバックアップ電圧との間で電位差が生じさせることを目的とする。   Regarding the delay element 2022, a time constant may be set using a resistor and a capacitor. The delay element 2022 is intended to ensure a time during which the output of the comparator 2024 is stabilized and to cause a potential difference between the battery voltage and the backup voltage.

スイッチ制御回路２０２は、電池電圧監視手段（ＤＥＴ）２６の出力信号と、電池電圧（ＶＢＡＴ）のモニタ信号と、バックアップ電圧（ＶＢＫ）のモニタ信号と、に基づいてＳＷ２０１をオン又はオフとする（導通状態とする又は非導通状態とする）制御を行う。   The switch control circuit 202 turns the SW 201 on or off based on the output signal of the battery voltage monitoring means (DET) 26, the monitor signal of the battery voltage (VBAT), and the monitor signal of the backup voltage (VBK) ( Control is performed (set to a conductive state or a non-conductive state).

次に、図３乃至６、９を参照して、携帯機器のバックアップ動作を説明する。
まず、本発明の理解を容易とするため、図９を参照して、本発明に関連する、携帯機器のバックアップ動作について先に説明する。ここでは、図８に示した携帯機器のバックアップ動作を例に説明する。図９は、本発明に関連する電源制御切り替えのシーケンス図である。 Next, the backup operation of the mobile device will be described with reference to FIGS.
First, in order to facilitate understanding of the present invention, a backup operation of a portable device related to the present invention will be described first with reference to FIG. Here, the backup operation of the mobile device shown in FIG. 8 will be described as an example. FIG. 9 is a sequence diagram of power control switching related to the present invention.

図９に示すように、図８に例示した携帯機器に関して、電池電圧（ＶＢＡＴ）が所定値（Ｖｄｅｔ−）を下回った場合には、電池電圧監視手段（ＤＥＴ）２６の出力である電池電圧検出信号（電源ＯＮ／ＯＦＦ信号）は、'Ｈ'から'Ｌ'へと変化する。尚、時刻ｔ０からｔ１までの間は、バックアップ電圧（電源２５の出力電圧−寄生ダイオードの順方向電圧Ｖｆ）が供給されている。また、図９では、電池電圧（ＶＢＡＴ）を、破線を使用して示し、バックアップ電圧（ＶＢＫ）を、実線を使用して示している。   As shown in FIG. 9, when the battery voltage (VBAT) falls below a predetermined value (Vdet−) for the portable device illustrated in FIG. 8, the battery voltage detection that is the output of the battery voltage monitoring means (DET) 26 is detected. The signal (power ON / OFF signal) changes from “H” to “L”. Note that a backup voltage (output voltage of the power supply 25-forward voltage Vf of the parasitic diode) is supplied from time t0 to t1. In FIG. 9, the battery voltage (VBAT) is shown using a broken line, and the backup voltage (VBK) is shown using a solid line.

電池電圧監視手段（ＤＥＴ）２６の出力信号の変化時には、電源回路２では、電源２１〜２４がシャットダウンする。また、コンデンサ１４、時計機能９、発振回路１０、バックアップ系レジスタ１１等のバックアップ機能にそれまで供給していた電源２５についても、同時にＯＦＦされる。そして、電源２５がＯＦＦされた後は、コンデンサ１４がこれらバックアップ機能の電源となり、バックアップ動作が行なわれる。このとき、給電用のレギュレータ（電源２５）がＯＦＦするために、メイン電池の電圧に関係せず、コンデンサ容量のみで放電が行われる。   When the output signal of the battery voltage monitoring means (DET) 26 changes, the power supplies 21 to 24 are shut down in the power supply circuit 2. Further, the power supply 25 that has been supplied to the backup function such as the capacitor 14, the clock function 9, the oscillation circuit 10, and the backup system register 11 is also turned off at the same time. After the power supply 25 is turned off, the capacitor 14 becomes a power supply for these backup functions, and a backup operation is performed. At this time, since the power supply regulator (power supply 25) is turned off, the discharge is performed only by the capacitor capacity regardless of the voltage of the main battery.

バックアップ電圧監視手段（ＤＥＴＢＫ）１２は、バックアップ動作中のバックアップ電圧（ＶＢＫ）を監視しており、消費される電流のためにバックアップ電圧（ＶＢＫ）が所定値（Ｖｄｅｔ＿ｂｋ−）を下回った場合には、バックアップ機能をリセットする。従って、バックアップされる時間（ｔ２−ｔ１）は、コンデンサ１４の容量とバックアップ機能での消費電流とに応じて決まってしまう。   The backup voltage monitoring means (DETBK) 12 monitors the backup voltage (VBK) during the backup operation, and when the backup voltage (VBK) falls below a predetermined value (Vdet_bk−) due to consumed current. Reset the backup function. Therefore, the backup time (t2-t1) is determined according to the capacitance of the capacitor 14 and the current consumption in the backup function.

次に、図３乃至６を参照して、本実施の形態に係る電源回路の動作を説明する。以下では、電池電圧が低下した場合の動作を図３及び図４を参照して説明し、電池電圧が上昇した場合のシーケンスを図５を参照して説明し、通常動作からバックアップ動作への切り替わる時のＳＷ２０１の制御フローを図６を参照して説明する。   Next, the operation of the power supply circuit according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. Hereinafter, the operation when the battery voltage is lowered will be described with reference to FIGS. 3 and 4, and the sequence when the battery voltage is raised will be described with reference to FIG. 5, and the normal operation is switched to the backup operation. A control flow of the SW 201 will be described with reference to FIG.

まず、図３及び図４を参照して、電池電圧が低下した場合の動作を説明する。図３は、メインの電池パック１が取り外され、電池電圧がバックアップ電圧を下回った場合の動作を例示する。図４は、放電のため電池パック１の電圧が低下した場合など、電池電圧がバックアップ電圧より高い状態での動作を例示する。   First, with reference to FIG. 3 and FIG. 4, the operation when the battery voltage decreases will be described. FIG. 3 illustrates the operation when the main battery pack 1 is removed and the battery voltage falls below the backup voltage. FIG. 4 illustrates an operation in a state where the battery voltage is higher than the backup voltage, such as when the voltage of the battery pack 1 is reduced due to discharge.

図３に示す例では、メイン電池パック１が取り外されて電池電圧（ＶＢＡＴ）が低下すると共に、バックアップ電圧（ＶＢＫ）も同時に低下する。尚、図３では、電池電圧（ＶＢＡＴ）を、破線を使用して示し、バックアップ電圧（ＶＢＫ）を、実線を使用して示している。   In the example shown in FIG. 3, the main battery pack 1 is removed and the battery voltage (VBAT) decreases, and the backup voltage (VBK) also decreases simultaneously. In FIG. 3, the battery voltage (VBAT) is shown using a broken line, and the backup voltage (VBK) is shown using a solid line.

電池電圧（ＶＢＡＴ）の低下に応じて電池電圧監視手段（ＤＥＴ）２６の出力信号が'Ｈ'から'Ｌ'に変化した場合、ＳＷ２０１は一時的にＯＦＦして、バックアップ動作に移行する。ＳＷ２０１は、遅延時間の経過後には、電池電圧（ＶＢＡＴ）とバックアップ電圧（ＶＢＫ）の比較結果に基づいて制御される。すなわち、時間ｔ１からｔ２にかけて遅延素子２０２２を用いて遅延制御が行われ、時間ｔ２以降は、コンパレータ２０２４の出力が反映される。このため、バックアップ動作時に、電池電圧（ＶＢＡＴ）に比べてバックアップ電圧（ＶＢＫ）が高い場合には、ＳＷ２０１はそのままＯＦＦの状態を保つ。従って、電池側への逆流が防止されると共に、コンデンサ１４を用いてバックアップ動作が行なわれる。   When the output signal of the battery voltage monitoring means (DET) 26 changes from 'H' to 'L' in response to a decrease in the battery voltage (VBAT), the SW 201 is temporarily turned off and shifts to a backup operation. The SW 201 is controlled based on the comparison result between the battery voltage (VBAT) and the backup voltage (VBK) after the delay time has elapsed. That is, delay control is performed using the delay element 2022 from time t1 to time t2, and the output of the comparator 2024 is reflected after time t2. For this reason, when the backup voltage (VBK) is higher than the battery voltage (VBAT) during the backup operation, the SW 201 is kept in the OFF state as it is. Therefore, backflow to the battery side is prevented and a backup operation is performed using the capacitor 14.

図４に示す例では、放電などのため電池電圧が低下した場合に、図３に示した場合と同様にして、電池電圧監視手段（ＤＥＴ）２６の出力信号が'Ｈ'から'Ｌ'に変化し、ＳＷ２０１は一時的にＯＦＦする。尚、図４においても、電池電圧（ＶＢＡＴ）を、破線を使用して示し、バックアップ電圧（ＶＢＫ）を、実線を使用して示している。   In the example shown in FIG. 4, when the battery voltage drops due to discharge or the like, the output signal of the battery voltage monitoring means (DET) 26 changes from “H” to “L” in the same manner as shown in FIG. The switch 201 is temporarily turned OFF. In FIG. 4 also, the battery voltage (VBAT) is shown using a broken line, and the backup voltage (VBK) is shown using a solid line.

しかし、図３で示した例とは異なり、図４では、遅延制御のためにＳＷ２０１がＯＦＦしている間（時間ｔ１からｔ２の間）は、電池電圧が残存していることから、バックアップ電圧（ＶＢＫ）は電池電圧（ＶＢＡＴ）よりも先に低下する。バックアップ電圧（ＶＢＫ）よりも電池電圧（ＶＢＡＴ）が高くなるため、コンパレータ２０２４は'Ｈ'を出力する。そして、遅延制御が解除された以降（時間ｔ２以降）はコンパレータ２０２４の出力が反映されるため、ＳＷ２０１は、再びＯＮとなる。従って、バックアップ動作時には、バックアップ用のコンデンサ１４からの給電だけではなく、電池からの給電も行なわれるため、バックアップ電圧の保持時間を長く保つことができる。   However, unlike the example shown in FIG. 3, in FIG. 4, since the battery voltage remains while the SW 201 is OFF for delay control (between times t1 and t2), the backup voltage (VBK) decreases before the battery voltage (VBAT). Since the battery voltage (VBAT) is higher than the backup voltage (VBK), the comparator 2024 outputs “H”. Since the output of the comparator 2024 is reflected after the delay control is released (after the time t2), the SW 201 is turned on again. Therefore, during the backup operation, not only the power supply from the backup capacitor 14 but also the power supply from the battery is performed, so that the backup voltage holding time can be kept long.

図５は、電池電圧が上昇した場合（所定の電圧（Ｖｄｅｔ＋）以上となった場合）のシーケンス図を示す。図５に示すように、バックアップ動作状態（時間ｔ１までの間）では、ＳＷ２０１がＯＮ又はＯＦＦであるかに関係なく、電池電圧監視手段（ＤＥＴ）２６の出力信号が'Ｌ'から'Ｈ'に変化した場合には、ＳＷ２０１は、即座にＯＮ状態となり、コンデンサ１４は充電状態になる。尚、図５では、電池電圧（ＶＢＡＴ）を、破線を使用して示している。また、バックアップ電圧（ＶＢＫ）を、ＳＷ２０１がＯＮである場合には実線を使用して示し、ＯＦＦである場合には電池電圧（ＶＢＡＴ）の破線よりも細かい点線を使用して示している。また、バックアップ電圧（ＶＢＫ）に関して、ＳＷ２０１のＯＮ時の電圧とＯＦＦ時の電圧の差は、Ｐｃｈ ＦＥＴの寄生ダイオードの順方向電圧Ｖｆ分である。   FIG. 5 shows a sequence diagram when the battery voltage rises (when it becomes equal to or higher than a predetermined voltage (Vdet +)). As shown in FIG. 5, in the backup operation state (until time t1), the output signal of the battery voltage monitoring means (DET) 26 changes from “L” to “H” regardless of whether the SW 201 is ON or OFF. In the case of changing to, SW201 is immediately turned on, and the capacitor 14 is charged. In FIG. 5, the battery voltage (VBAT) is shown using a broken line. Further, the backup voltage (VBK) is shown using a solid line when the SW 201 is ON, and is shown using a dotted line finer than the broken line of the battery voltage (VBAT) when the SW 201 is OFF. Regarding the backup voltage (VBK), the difference between the voltage when the SW 201 is ON and the voltage when the SW 201 is OFF is the forward voltage Vf of the parasitic diode of the Pch FET.

図６は、電池電圧の低下に応じて通常動作からバックアップ動作へと切り替わる時点での、ＳＷ２０１の制御フローを示す。
まず、電池電圧（ＶＢＡＴ）が低下する（Ｓ１）。そして、電池電圧（ＶＢＡＴ）が所定の値を下回った場合には、電池電圧監視手段（ＤＥＴ）２６の出力信号がＨ→Ｌになる（Ｓ２でＹｅｓ）。このとき、ＳＷ２０１は、ＯＮ状態から一時的にＯＦＦになる（Ｓ３）。 FIG. 6 shows a control flow of the SW 201 at the time when the normal operation is switched to the backup operation in accordance with the decrease in the battery voltage.
First, the battery voltage (VBAT) decreases (S1). When the battery voltage (VBAT) falls below a predetermined value, the output signal of the battery voltage monitoring means (DET) 26 changes from H to L (Yes in S2). At this time, the SW 201 is temporarily turned off from the ON state (S3).

遅延が解除された後、電池電圧（ＶＢＡＴ）とバックアップ電圧（ＶＢＫ）の比較結果が反映され、電池電圧（ＶＢＡＴ）がバックアップ電圧（ＶＢＫ）の値以上となる場合（Ｓ４でＹｅｓ）には、ＳＷ２０１はＯＮとなる。   After the delay is released, the comparison result of the battery voltage (VBAT) and the backup voltage (VBK) is reflected, and when the battery voltage (VBAT) is equal to or higher than the backup voltage (VBK) (Yes in S4), SW201 is turned on.

バックアップ電圧（ＶＢＫ）が電池電圧（ＶＢＡＴ）の値を下回った場合（Ｓ４でＮｏ）には、ＳＷ２０１はそのままＯＦＦ状態となって、バックアップ動作が行なわれる。   When the backup voltage (VBK) falls below the value of the battery voltage (VBAT) (No in S4), the SW 201 is turned off as it is and the backup operation is performed.

バックアップ動作中、バックアップ電圧監視手段１２がバックアップ電圧（ＶＢＫ）をモニタし、所定の値を下回るまで、バックアップ動作が行われる（Ｓ６でＮｏ）。   During the backup operation, the backup voltage monitoring unit 12 monitors the backup voltage (VBK), and the backup operation is performed until it falls below a predetermined value (No in S6).

バックアップ電圧（ＶＢＫ）が所定の値を下回った場合（Ｓ６でＹｅｓ）には、バックアップ機能はリセットされ（Ｓ７）、完全なシャットダウン状態となる。   When the backup voltage (VBK) falls below a predetermined value (Yes in S6), the backup function is reset (S7) and a complete shutdown state is entered.

以上説明したように、本実施の形態１によれば、電池電圧（ＶＢＡＴ）の低下に応じてシステムがシャットダウンしてバックアップ動作に入った場合には、バックアップ用の電源を電池から供給するように切り替えることで、より長いバックアップ時間を確保することができる。
また、瞬間的な電池外れが発生した場合には、その際のバックアップは、バックアップ用のコンデンサ１４からの放電と、電池ラインに接続されているデカップリングコンデンサ１５〜１９からの電荷の供給を行うことができる。このため、バックアップ電圧の電圧降下を抑制することができ、バックアップ時間の延長が可能になる。
さらに、システム起動時においても、バックアップ用のコンデンサ１４は電池に対してスルーとなることから、システムに供給する電源のデカップリングコンデンサとしても動作することを期待できる。
このように、コンデンサ１４を用いてバックアップ動作を行なう場合に、メインの電池電圧の低下時、システムのシャットダウン時、瞬時的な電池外れ時などにおいて、バックアップ電圧保持時間を延長することができる。 As described above, according to the first embodiment, when the system shuts down and enters the backup operation in accordance with the decrease in the battery voltage (VBAT), the backup power is supplied from the battery. By switching, a longer backup time can be secured.
When instantaneous battery disconnection occurs, backup is performed by discharging from the backup capacitor 14 and supplying charges from the decoupling capacitors 15 to 19 connected to the battery line. be able to. For this reason, the voltage drop of the backup voltage can be suppressed, and the backup time can be extended.
Further, even when the system is started up, since the backup capacitor 14 is through to the battery, it can be expected to operate as a decoupling capacitor for the power supplied to the system.
As described above, when the backup operation is performed using the capacitor 14, the backup voltage holding time can be extended when the main battery voltage is lowered, the system is shut down, or the battery is instantaneously disconnected.

その他の実施の形態．
図７を参照して、本発明の他の実施の形態について説明する。
図７は、本実施の形態に係る携帯機器の構成図である。図７に示す携帯機器は、図２で示した携帯機器の電池電圧監視手段（ＤＥＴ）２６の出力信号を、バックアップ電圧監視手段（ＤＥＴＢＫ）１２のイネーブル信号として使用するものである。尚、他の要素については図２で示した要素と同一の構成であるため、以下では、その詳細な説明を省略する。 Other embodiments.
With reference to FIG. 7, another embodiment of the present invention will be described.
FIG. 7 is a configuration diagram of the mobile device according to the present embodiment. The portable device shown in FIG. 7 uses the output signal of the battery voltage monitoring means (DET) 26 of the portable device shown in FIG. 2 as an enable signal for the backup voltage monitoring means (DETBK) 12. Since the other elements have the same configuration as the elements shown in FIG. 2, detailed description thereof will be omitted below.

図７では、電池電圧監視手段（ＤＥＴ）２６の出力信号が'Ｈ'の場合にはＳＷ２０１はＯＮし、電池電圧がそのままバックアップ電圧になる。このため、バックアップ電圧監視手段（ＤＥＴＢＫ）１２を動作させる必要がない。従って、バックアップ動作時においてのみバックアップ電圧監視手段（ＤＥＴＢＫ）を用いて監視させることができるため、通常動作時にはＯＦＦとすることで、消費電流を抑制することができる。   In FIG. 7, when the output signal of the battery voltage monitoring means (DET) 26 is “H”, the SW 201 is turned on and the battery voltage becomes the backup voltage as it is. For this reason, it is not necessary to operate the backup voltage monitoring means (DETBK) 12. Therefore, since the backup voltage monitoring means (DETBK) can be monitored only during the backup operation, the current consumption can be suppressed by turning OFF during the normal operation.

尚、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified as appropriate without departing from the spirit of the present invention.

１ 電池パック、
２ 電源回路、
３ 制御系デバイス、
４ 表示系デバイス、
５ アプリケーション用デバイス、
６ データ入力部、
７ Ｉ／Ｆ用共通電源、
８ ダイオート、
９ 時計機能、
１０ 発振回路、
１１ バックアップ系レジスタ等、
１２ バックアップ電圧監視手段（ＤＥＴＢＫ）、
１３ 抵抗、
１４〜１９ コンデンサ、
２１〜２５ 電源、
２６ 電池電圧監視手段（ＤＥＴ）、
２０１ ＳＷ、
２０２ スイッチ制御回路
２０２１ ＯＲゲート、
２０２２ 遅延素子、
２０２３ ＡＮＤゲート、
２０２４ コンパレータ 1 battery pack,
2 power circuit,
3 Control system devices,
4 display devices,
5 Application devices,
6 Data input part,
7 Common power supply for I / F,
8 Die Auto,
9 Clock function,
10 Oscillator circuit,
11 Backup registers, etc.
12 Backup voltage monitoring means (DETBK),
13 resistance,
14-19 capacitors,
21-25 power supply,
26 Battery voltage monitoring means (DET),
201 SW,
202 switch control circuit 2021 OR gate,
2022 delay element,
2023 AND gate,
2024 Comparator

Claims (9)

メインの１次電池と、
前記１次電池からスイッチを介して給電されるバックアップ用の２次電池と、
前記スイッチを導通状態又は非導通状態に制御するスイッチ制御部と、を備え、
前記スイッチ制御部は、
前記１次電池の電圧が所定の第１の電圧以上である場合には、前記スイッチを導通状態にし、
前記１次電池の電圧が所定の第１の電圧を下回った場合に、前記スイッチを非導通状態にし、その後、前記１次電池の電圧が前記２次電池の電圧以上となったときには、前記スイッチを導通状態にする
ことを特徴とする携帯機器の電源制御回路。 The main primary battery,
A secondary battery for backup fed from the primary battery via a switch;
A switch controller for controlling the switch to a conductive state or a non-conductive state,
The switch control unit
When the voltage of the primary battery is equal to or higher than a predetermined first voltage, the switch is turned on,
When the voltage of the primary battery falls below a predetermined first voltage, the switch is turned off, and when the voltage of the primary battery becomes equal to or higher than the voltage of the secondary battery, the switch A power supply control circuit for a portable device, wherein 前記１次電池の電圧を監視し、前記１次電池の電圧が前記所定の第１の電圧を下回った場合には出力信号を変化する電池電圧監視手段を更に備え、
前記スイッチ制御部は、
前記１次電池の電圧が前記所定の第１の電圧を下回ったことで前記電池電圧監視手段の出力信号が変化した場合に、当該変化時から所定の時間前記スイッチを非導通状態にし、当該所定の時間経過後に、前記１次電池の電圧が前記２次電池の電圧以上となったときには、前記スイッチを導通状態にする、
ことを特徴とする請求項１に記載の携帯機器の電源制御回路。 Battery voltage monitoring means for monitoring the voltage of the primary battery, and changing the output signal when the voltage of the primary battery falls below the predetermined first voltage;
The switch control unit
When the output signal of the battery voltage monitoring means changes because the voltage of the primary battery falls below the predetermined first voltage, the switch is turned off for a predetermined time from the change, and the predetermined voltage When the voltage of the primary battery becomes equal to or higher than the voltage of the secondary battery after the elapse of time, the switch is turned on.
The power supply control circuit for a portable device according to claim 1. 前記スイッチ制御部は、
前記電池電圧監視手段の出力信号を所定の時間遅延させて出力する遅延素子と、
前記１次電池の電圧と前記２次電池の電圧を比較し、比較結果信号を出力するコンパレータと、
前記遅延素子の出力信号の反転信号と、前記コンパレータの出力信号との論理積信号を出力する論理積回路と、
前記電池電圧監視手段の出力信号と、前記論理積回路の出力信号との論理和信号を前記スイッチに出力する論理和回路と、
を備える
ことを特徴とする請求項２に記載の携帯機器の電源制御回路。 The switch control unit
A delay element that outputs an output signal of the battery voltage monitoring means with a predetermined time delay;
A comparator that compares the voltage of the primary battery with the voltage of the secondary battery and outputs a comparison result signal;
An AND circuit that outputs an AND signal of the inverted signal of the output signal of the delay element and the output signal of the comparator;
An OR circuit for outputting a logical sum signal of the output signal of the battery voltage monitoring means and the output signal of the logical product circuit to the switch;
The power supply control circuit for a portable device according to claim 2, comprising: 前記２次電池の電圧を監視するバックアップ電圧監視手段を更に備え、
前記バックアップ電圧監視手段は、
前記２次電池の電圧が所定の第２の電圧を下回った場合には、バックアップ回路に対してリセット信号を出力する
ことを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載の携帯機器の電源制御回路。 Backup voltage monitoring means for monitoring the voltage of the secondary battery,
The backup voltage monitoring means includes
4. The mobile device according to claim 1, wherein a reset signal is output to the backup circuit when the voltage of the secondary battery falls below a predetermined second voltage. 5. Power supply control circuit. 前記１次電池の電圧が所定の第１の電圧以上である場合には、前記バックアップ電圧監視手段の動作を停止する
ことを特徴とする請求項４に記載の携帯機器の電源制御回路。 The power supply control circuit for a portable device according to claim 4, wherein when the voltage of the primary battery is equal to or higher than a predetermined first voltage, the operation of the backup voltage monitoring unit is stopped. メインの１次電池の電圧が所定の第１の電圧以上である場合には、当該１次電池とバックアップ用の２次電池との間に接続されるスイッチを導通状態にし、
前記１次電池の電圧が所定の第１の電圧を下回った場合には、前記スイッチを非導通状態にし、その後、前記１次電池の電圧が前記２次電池の電圧以上となったときには、前記スイッチを導通状態にする
ことを特徴とする携帯機器の電源制御方法。 When the voltage of the main primary battery is equal to or higher than the predetermined first voltage, a switch connected between the primary battery and the backup secondary battery is turned on,
When the voltage of the primary battery is lower than a predetermined first voltage, the switch is turned off, and when the voltage of the primary battery becomes equal to or higher than the voltage of the secondary battery, A power control method for a portable device, characterized in that the switch is turned on. 前記１次電池の電圧が前記所定の第１の電圧を下回った場合には、当該下回った時から所定の時間前記スイッチを非導通状態にし、当該所定の時間経過後に、前記１次電池の電圧が前記２次電池の電圧以上となったときには、前記スイッチを導通状態にする、
ことを特徴とする請求項６に記載の携帯機器の電源制御方法。 When the voltage of the primary battery is lower than the predetermined first voltage, the switch is turned off for a predetermined time from the time when the voltage is lower, and after the predetermined time has elapsed, the voltage of the primary battery is When the voltage becomes equal to or higher than the voltage of the secondary battery, the switch is turned on.
The power supply control method for a portable device according to claim 6. 前記１次電池の電圧を監視し、前記１次電池の電圧が前記所定の第１の電圧を下回った場合に値を変化させる第１の検出信号を出力し、
前記第１の検出信号を所定の時間遅延させて出力し、
前記１次電池の電圧と前記２次電池の電圧を比較し、比較結果信号を出力し、
前記遅延させて出力される信号の反転信号と、前記比較結果信号との論理積信号を出力し、
前記第１の検出信号と、前記論理積信号との論理和信号を前記スイッチに出力する
ことを特徴とする請求項７に記載の携帯機器の電源制御方法。 Monitoring a voltage of the primary battery, and outputting a first detection signal that changes a value when the voltage of the primary battery falls below the predetermined first voltage;
Outputting the first detection signal with a predetermined time delay;
Compare the voltage of the primary battery and the voltage of the secondary battery, and output a comparison result signal,
Output a logical product signal of the inverted signal of the delayed signal and the comparison result signal,
The power supply control method for a portable device according to claim 7, wherein a logical sum signal of the first detection signal and the logical product signal is output to the switch. 前記２次電池の電圧が所定の第２の電圧を下回った場合には、バックアップ回路に対してリセット信号を出力する
ことを特徴とする請求項６乃至８いずれか１項に記載の携帯機器の電源制御方法。 9. The mobile device according to claim 6, wherein a reset signal is output to a backup circuit when the voltage of the secondary battery falls below a predetermined second voltage. Power control method.
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