JP6446570B2 - 電源装置、電源装置の制御方法、及び電源装置を含む通信装置 - Google Patents
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Description
本発明は、電源装置、特に、外部供給された電源から内部電源電圧を生成する電源装置、かかる電源装置の制御方法及びこの電源装置を含む通信装置に関する。
半導体集積装置に形成される電源装置として、通常動作時にアクティブになる動作時用電源回路と、待機状態時にアクティブとなるスタンバイ時用電源回路と、を備えたものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。かかる電源装置では、通常動作から待機状態に切り替わると、動作時用電源回路が動作を停止し、この動作時用電源回路に代わりスタンバイ時用電源回路が動作を開始する。この際、特許文献1には、スタンバイ時用電源回路で生成される電源電圧は、動作時用電源回路で生成される電源電圧よりも低いことが記載されている。
しかしながら、上記した電源回路の切り替えを各電源回路内部に搭載されているスイッチで行うと、両スイッチの切替タイミングの僅かなズレにより、高電圧側の動作時用電源回路側から低電圧側のスタンバイ時用電源回路に電流が流れ込む。これにより、スタンバイ時用電源回路で生成される電源電圧にスパイクノイズが重畳し、このスパイクノイズによって周辺回路が誤動作する虞があった。更に、電源電圧の切り替え時に流れる電流により、各電源回路内の寄生容量、或いは電源電圧の変動を抑えるべく電源供給ラインに接続されているバイパスコンデンサで充放電が生じ、この充放電に伴い無効な電力消費が生じてしまうという問題が生じた。
本発明は、誤動作を生じさせることなく電力消費を抑えることが可能な電源装置、電源装置の制御方法及びこの電源装置を含む通信装置を提供することを目的とする。
本発明に係る電源装置は、第1モード時には第1電圧値を有する第1電源電圧を第1電源供給ライン及び第2電源供給ラインに送出し、第2モード時には前記第1電圧値よりも低い第2電圧値を有する第2電源電圧を前記第2電源供給ラインに送出する電源装置であって、前記第1及び第2電圧値のうちの一方の電圧値を有する前記第1電源電圧を生成して前記第1電源供給ラインに送出する第1電源回路と、前記第2電源電圧を生成する第2電源回路と、前記第1電源供給ラインと第2電源供給ラインとの間に設けられた第1スイッチと、前記第2電源回路と前記第2電源供給ラインとの間に設けられた第2スイッチと、前記第1モードから前記第2モードに切り替える場合には、前記第1電源回路で生成すべき前記第1電源電圧の電圧値を前記第2電圧値に変更してから、第1所定期間経過後に前記第2スイッチをオン状態に設定し、前記第1所定期間よりも短い第2所定期間経過後に前記第1スイッチをオフ状態に設定し、前記第1所定期間よりも短い第3所定期間経過後に前記第1電源回路の動作を停止させることにより前記第2モードの状態に到らせる電源切替制御回路と、を有する。
また、本発明に係る電源装置の制御方法は、第1モード時には第1電源供給ライン及び第2電源供給ライン同士を接続して第1電圧値を有する第1電源電圧を前記第1及び第2電源供給ラインの各々に送出し、第2モード時には前記第1及び第2電源供給ライン同士の接続を遮断して前記第1電圧値よりも低い第2電圧値を有する第2電源電圧を前記第2電源供給ラインに送出する電源装置の制御方法であって、前記第1モードの状態から前記第2モードに切り替える場合には、前記第1電源電圧の電圧値を前記第2電圧値に変更するステップと、第1所定期間経過後に前記第2電源電圧を前記第2電源供給ラインに送出するステップと、前記第1所定期間よりも短い第2所定期間経過後に前記第1及び第2電源供給ライン同士の接続を遮断するステップと、前記第1所定期間よりも短い第3所定期間経過後に前記第1電源電圧の生成動作を停止させるステップと、を順次実行することにより前記第2モードの状態に到らせる。
また、本発明に係る電源装置を含む通信装置は、情報データの送受信を行う通信主要回路部と、前記通信主要回路部が待機状態にある際の着信待ち受け処理を行う待機制御回路と、通信動作モード時には第1電圧値を有する第1電源電圧を第1電源供給ライン及び第2電源供給ラインを介して前記通信主要回路部及び前記待機制御回路に供給する一方、待機モード時には前記第1電圧値よりも低い第2電圧値を有する第2電源電圧を前記第2電源供給ラインを介して前記待機制御回路に供給する電源部と、を含む通信装置であって、前記電源部は、前記第1及び第2電圧値のうちの一方の電圧値を有する前記第1電源電圧を生成して前記第1電源供給ラインに送出する第1電源回路と、前記第2電源電圧を生成する第2電源回路と、前記第1電源供給ラインと第2電源供給ラインとの間に設けられた第1スイッチと、前記第2電源回路と前記第2電源供給ラインとの間に設けられた第2スイッチと、前記第1モードから前記第2モードに切り替える場合には、前記第1電源回路で生成すべき前記第1電源電圧の電圧値を前記第2電圧値に変更してから、第1所定期間経過後に前記第2スイッチをオン状態に設定し、前記第1所定期間よりも短い第2所定期間経過後に前記第1スイッチをオフ状態に設定し、前記第1所定期間よりも短い第3所定期間経過後に前記第1電源回路の動作を停止させることにより前記第2モードの状態に到らせる電源切替制御回路と、を含む。
本発明によれば、第1モード時には第1電圧値を有する第1電源電圧を第1及び第2電源供給ラインに送出する一方、第2モード時には第1電圧値よりも低い第2電圧値を有する第2電源電圧を第2電源供給ラインに送出する電源装置において、その状態を第1モード(第2モード)から第2モード(第1モード)に切り替える際に、第1及び第2電圧値が同時に電源ライン上に印加されることが無い。これにより、モード切替時において、第2電圧値を生成する電源回路への電流の流れ込み、並びにその電流に伴うスパイクノイズが防止されるので、スパイクノイズに起因する周辺回路の誤動作及び無効な電力消費を抑えることが可能となる。
以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1は、本発明に係る電源装置を含む通信装置100の内部構成の一例を示すブロック図である。図1に示すように、通信装置100は、通信処理部1及び電源装置としての電源部2を含む。
通信処理部1は、アンテナスイッチ11、発振回路12、受信回路13、送信回路14、通信制御回路15、及び待機制御回路16を含む。アンテナスイッチ11は、受信送信指定信号RTSが受信動作を指定している場合には、外部端子T1に接続されているアンテナATを介して受信した受信信号RXを受信回路13に供給する。一方、受信送信指定信号RTSが送信動作を指定している場合には、アンテナスイッチ11は、送信回路14から送出された送信信号TXを外部端子T1を介してアンテナATに供給する。発振回路12は、リファレンスクロック信号CKに基づき局部発振周波数を有する局部発振信号FL及び搬送波周波数を有する搬送波信号CAを夫々生成する。発振回路12は、局部発振信号FLを受信回路13に供給すると共に、搬送波信号CAを送信回路14に供給する。受信回路13は、局部発振信号FLに基づき受信信号RXを周波数変換し、この際得られた中間周波数信号に対して復調処理を施して得た情報データを、受信情報データRXDとして通信制御回路15に供給する。送信回路14は、搬送波信号CAを、送信すべき送信情報データTXDによって変調し、増幅して得られた送信信号TXをアンテナスイッチ11に供給する。
通信制御回路15は、受信回路13から供給された受信情報データRXDを、画像表示機能及び文字・音声入出力機能を備えた情報再生処理部(図示せぬ)に供給する。又、通信制御回路15は、かかる情報再生処理部から送信情報データTXDが供給された場合には、これを送信回路14に供給する。また、通信制御回路15は、送信及び受信動作のうちのいずれの動作を実行するのかを指定する受信送信指定信号RTSをアンテナスイッチ11に供給する。
上記した構成により、発振回路12、受信回路13、送信回路14及び通信制御回路15からなる通信主要回路部は、情報データの送受信動作を行う。
待機制御回路16は、通信処理部1が通信動作を実行する通信動作モード、及び通信処理部1が通信動作を停止して電力消費を抑える待機モードのうちの一方を指定する通信待機指定信号CWSを生成し、これを電源部2に供給する。尚、待機制御回路16は、例えば電源部2にバッテリBが接続された時、或いは通信装置100の主電源スイッチがオフ状態からオン状態となった時、要するに通信装置100に電源が投入された時に、通信動作モードを指定する通信待機指定信号CWSを電源部2に供給する。よって、電源部2は、電源投入直後は、後述するような通信動作モードで動作する。その後、所定期間に亘りユーザによる操作が為されなかった場合には、待機制御回路16は、待機モードを指定する通信待機指定信号CWSを電源部2に供給する。そして、所定の着信待ち受け期間が経過する度に、待機制御回路16は、通信動作モードを指定する通信待機指定信号CWSを電源部2に供給すると共に、受信動作を促す受信指令信号を通信制御回路15に供給する。かかる受信指令信号に応じて、通信制御回路15は、受信動作を指定する受信送信指定信号RTSをアンテナスイッチ11に供給することにより、受信回路13において受信動作を実行させる。この際、受信回路13で受信情報データRXDの取得が為されなかった場合には、待機制御回路16は、待機モードを指定する通信待機指定信号CWSを電源部2に供給する。
上記したように、待機制御回路16は、所定の着信待ち受け期間が経過する度に実施する上記一連の処理により、通信主要回路部(12〜15)の待機状態時における着信待ち受け処理を行う。
尚、通信処理部1において、通信主要回路部(12〜15)は、電源供給ラインL1を介して電源部2から供給された電源電圧V1によって動作可能な状態となる。待機制御回路16は、電源供給ラインL1及びL2を介して電源部2から供給された電源電圧V1、或いは電源供給ラインL2を介して電源部2から供給された電源電圧V2によって動作可能な状態となる。
電源部2は、主電源回路21、待機電源回路22、スイッチ23及び24、電源切替制御回路25を含む。
主電源回路21は、外部端子T2に接続されたバッテリBの電源電圧VB(例えば1.
5〜3.6ボルト)に基づき、電圧指定信号CVにて指定された第1電圧値及びこの第1電圧値よりも低い第2電圧値のうちの一方の電圧値を有する電源電圧V1を生成する。尚、第1電圧値とは、上記した通信主要回路部(12〜15)を動作させることが可能な電源電圧値であり、例えば1.3ボルトである。尚、第2電圧値とは、待機電源回路22において生成される電源電圧V2の電圧値と同一の電圧値であり、例えば0.9ボルトである。よって、主電源回路21は、第1電圧値を指定する電圧指定信号CVが供給された場合には1.3ボルトを有する電源電圧V1を生成する一方、第2電圧値を指定する電圧指定信号CVが供給された場合には0.9ボルトを有する電源電圧V1を生成する。主電源回路21は、かかる電源電圧V1を電源供給ラインL1を介して、スイッチ23、及び通信主要回路部としての発振回路12、受信回路13、送信回路14及び通信制御回路15の各々に供給する。尚、主電源回路21は、電源遮断を促す電源遮断信号CUTに応じて、電源電圧VBの受け入れ自体を停止、或いは電源供給ラインL1との電気的接続を遮断することにより電源電圧V1の生成動作を停止する。これにより、電源供給ラインL1を介して通信処理部1に供給される電源電圧V1は0ボルトとなり、この通信処理部1に設けられている通信主要回路部(12〜15)は動作を停止する。
5〜3.6ボルト)に基づき、電圧指定信号CVにて指定された第1電圧値及びこの第1電圧値よりも低い第2電圧値のうちの一方の電圧値を有する電源電圧V1を生成する。尚、第1電圧値とは、上記した通信主要回路部(12〜15)を動作させることが可能な電源電圧値であり、例えば1.3ボルトである。尚、第2電圧値とは、待機電源回路22において生成される電源電圧V2の電圧値と同一の電圧値であり、例えば0.9ボルトである。よって、主電源回路21は、第1電圧値を指定する電圧指定信号CVが供給された場合には1.3ボルトを有する電源電圧V1を生成する一方、第2電圧値を指定する電圧指定信号CVが供給された場合には0.9ボルトを有する電源電圧V1を生成する。主電源回路21は、かかる電源電圧V1を電源供給ラインL1を介して、スイッチ23、及び通信主要回路部としての発振回路12、受信回路13、送信回路14及び通信制御回路15の各々に供給する。尚、主電源回路21は、電源遮断を促す電源遮断信号CUTに応じて、電源電圧VBの受け入れ自体を停止、或いは電源供給ラインL1との電気的接続を遮断することにより電源電圧V1の生成動作を停止する。これにより、電源供給ラインL1を介して通信処理部1に供給される電源電圧V1は0ボルトとなり、この通信処理部1に設けられている通信主要回路部(12〜15)は動作を停止する。
図2は、主電源回路21の内部構成を示す回路図の一例である。図2に示すように、主電源回路21は、基準電圧生成回路211、オペアンプ212、出力トランジスタ213及びスイッチ214を含む。
基準電圧生成回路211は、電源電圧VBに基づき、電圧指定信号CVにて指定された第1電圧値(例えば、1.3ボルト)又は第2電圧値(例えば0.9ボルト)を有する基準電圧VRFを生成し、これをオペアンプ212の反転入力端子に供給する。尚、基準電圧生成回路211は、電源遮断信号CUTに応じて電源電圧VBの受け入れ自体を停止、或いはオペアンプ212との電気的接続を遮断する。これにより、オペアンプ212の反転入力端子が0ボルトの状態、或いはハイインピーダンス状態に設定される。オペアンプ212は、電源供給ラインL1上に送出された電源電圧V1と基準電圧VRFとの差分に対応した差分信号をラインLQを介して出力トランジスタ213のゲート端子に供給する。尚、オペアンプ212は、電源遮断信号CUTに応じて動作を停止する。出力トランジスタ213は、例えばpチャネルMOS(Metal Oxide Semiconductor)型のトランジスタであり、そのソース端子には電源電圧VBが印加されており、ドレイン端子は電源供給ラインL1及びオペアンプ212の非反転入力端子に接続されている。スイッチ214は、電源遮断信号CUTに応じてオン状態となり、電源電圧VBを出力トランジスタ213のゲート端子に供給する。かかる構成により、出力トランジスタ213は、電源電圧VBに基づき、電圧指定信号CVにて指定された第2電圧値又は第1電圧値を有する電源電圧V1を、そのドレイン端子を介して電源供給ラインL1上に送出する。この際、電源遮断信号CUTが供給された場合には、基準電圧生成回路211及びオペアンプ212が動作を停止すると共にスイッチ214がオン状態となる。スイッチ214がオン状態となることにより、出力トランジスタ213のゲート端子に電源電圧VBが供給され、この出力トランジスタ213がオフ状態となる。これにより、電源供給ラインL1がハイインピーダンス状態となり、電源供給ラインL1上の電圧が0ボルトに推移して行く。
待機電源回路22は、上記バッテリBの電源電圧VBに基づき、通信処理部1の待機制御回路16を動作させることが可能な最低限の電圧値、つまり上記した第2電圧値として例えば0.9ボルトを有する電源電圧V2を生成し、これをスイッチ24に供給する。
スイッチ23は、スイッチ信号SW1に応じてオン状態又はオフ状態となり、オン状態時には電源供給ラインL1及びL2同士を電気的に接続する一方、オフ状態時には電源供給ラインL1及びL2同士の接続を遮断する。よって、スイッチ23がオン状態となっている間に亘り、電源電圧V1が電源供給ラインL2に印加される。
スイッチ24は、スイッチ信号SW2に応じてオン状態又はオフ状態となり、オン状態時には待機電源回路22と電源供給ラインL2とを接続する一方、オフ状態時には待機電源回路22と電源供給ラインL2との接続を遮断する。よって、スイッチ24のオン状態時には、待機電源回路22で生成された電源電圧V2が電源供給ラインL2に送出され、スイッチ24のオフ状態時には、電源電圧V2の電源供給ラインL2への送出が停止する。
電源切替制御回路25は、待機制御回路16から、通信動作モードを指定する通信待機指定信号CWSが供給された場合には、第1電圧値を指定する電圧指定信号CVを主電源回路21に供給する。更に、この際、電源切替制御回路25は、スイッチオンを示すスイッチ信号SW1をスイッチ23に供給すると共に、スイッチオフを示すスイッチ信号SW2をスイッチ24に供給する。よって、通信動作モード時には、図3(a)に示すように、電源部2のスイッチ23がオン状態、スイッチ24がオフ状態になると共に、主電源回路21が、第1電圧値として例えば1.3ボルトを有する電源電圧V1を生成する。これにより、主電源回路21が生成した1.3ボルトの電源電圧V1が、電源供給ラインL1を介して、通信主要回路部(12〜15)に供給され、更に、この電源電圧V1が電源供給ラインL2を介して待機制御回路16にも供給される。
一方、待機モードを指定する通信待機指定信号CWSが供給された場合には、電源切替制御回路25は、電源遮断を促す電源遮断信号CUTを主電源回路21に供給する。更に、電源切替制御回路25は、スイッチオフを示すスイッチ信号SW1をスイッチ23に供給すると共に、スイッチオンを示すスイッチ信号SW2をスイッチ24に供給する。よって、待機モード時には、図3(b)に示すように、電源部2のスイッチ23がオフ状態、スイッチ24がオン状態になると共に、主電源回路21がその動作を停止する。これにより、主電源回路21から通信主要回路部(12〜15)への電源供給が停止すると共に、待機電源回路22で生成された0.9ボルトの電源電圧V2が電源供給ラインL2を介して待機制御回路16に供給される。
上記した構成により、電源部2は、通信動作モード時には、第1電圧値として例えば1.3ボルトを有する電源電圧V1を電源供給ラインL1を介して通信主要回路部(12〜15)に供給すると共に、かかる電源電圧V1を電源供給ラインL1及びL2を介して待機制御回路16に供給する。一方、待機モード時には、電源部2は、第2電圧値として例えば0.9ボルトを有する電源電圧V2を、電源供給ラインL2を介して待機制御回路16のみに供給する。よって、かかる待機モードでは、通信主要回路部(12〜15)に対する電源供給が遮断されると共に、待機制御回路16に対してはこの待機制御回路16を動作させ得る最低限の電源電圧が供給されるので、電力消費量を大幅に抑制することが可能となる。
ここで、電源切替制御回路25は、上記した通信動作モードから待機モードへの切り替えを行う際には、図4に示す通信/待機切替制御ルーチンに従った電源切替制御を行い、待機モードから通信動作モードへの切り替え時には図5に示す待機/通信切替制御ルーチンに従った電源切替制御を行う。
つまり、通信待機指定信号CWSが通信動作モードから待機モードの指定へと遷移した時には、電源切替制御回路25は、図4に示す通信/待機切替制御ルーチンに従って、先ず、図3(a)に示す通信動作モードの状態にある各機能モジュール(21〜24)のうちの主電源回路21に、第2電圧値を指定する電圧指定信号CVを供給する(ステップS1)。これにより、主電源回路21は、1.3ボルトの電源電圧V1の生成状態から、図6(a)に示すように、0.9ボルトの電源電圧V1の生成状態に切り替わる。尚、この間、待機電源回路22、スイッチ23及び24は、図3(a)に示す状態を維持する。かかるステップS1を実行してから、電源電圧V1の電圧値が0.9ボルトに到るまでに費やされる期間、例えば5μsが経過したら、電源切替制御回路25は、スイッチオンを示すスイッチ信号SW2をスイッチ24に供給する(ステップS2)。これにより、図6(b)に示すように、スイッチ24がオン状態となり、主電源回路21で生成された0.9ボルトの電源電圧V1と、待機電源回路22で生成された0.9ボルトの電源電圧V2とが共に電源供給ラインL1及びL2上に印加される。かかるステップS2を実行してから例えば1μsが経過したら、電源切替制御回路25は、スイッチオフを示すスイッチ信号SW1をスイッチ23に供給する(ステップS3)。これにより、図6(c)に示すように、スイッチ23は、電源供給ラインL1及びL2同士の接続を遮断する。かかるステップS3を実行してから例えば1μsが経過したら、電源切替制御回路25は、電源遮断信号CUTを主電源回路21に供給する(ステップS4)。これにより、主電源回路21は電源電圧V1の生成動作を停止する。従って、電源部2は、図3(b)に示すように、主電源回路21による通信主要回路部(12〜15)への電源電圧V1の供給を停止し、且つ待機電源回路22で生成された0.9ボルトの電源電圧V2をスイッチ24及び電源供給ラインL2を介して待機制御回路16に供給する状態、つまり待機モードの状態となる。
上記のように、電源部2を通信動作モードから待機モードに切り替える際には、図3(a)に示す通信動作モードの状態から、図6(a)〜図6(c)の状態を順次経てから、図3(b)に示す待機モードの状態に到らせるのである。
一方、通信待機指定信号CWSが待機モードから通信動作モードの指定へと遷移した時には、電源切替制御回路25は、図5に示す通信/待機切替制御ルーチンに従って、先ず、図3(b)に示す待機モードの状態にある各機能モジュール(21〜24)のうちの主電源回路21に対して、第2電圧値を指定する電圧指定信号CVを供給する(ステップS11)。これにより、主電源回路21は、図3(b)に示す動作停止状態から動作を開始して、図7(a)に示すように第2電圧値である0.9ボルトの電源電圧V1の生成状態に遷移し、かかる電源電圧V1を電源供給ラインL1に印加する。尚、この間、待機電源回路22、スイッチ23及び24の状態は、図3(b)に示す状態を維持する。かかるステップS11を実行してから、主電源回路21において生成される電源電圧V1の電圧値が0.9ボルトに到るまでに費やされる期間、例えば10μsが経過したら、電源切替制御回路25は、スイッチオンを示すスイッチ信号SW1をスイッチ23に供給する(ステップS12)。これにより、図7(b)に示すように、スイッチ23がオン状態となって電源供給ラインL1及びL2同士が接続され、主電源回路21で生成された0.9ボルトの電源電圧V1と、待機電源回路22で生成された0.9ボルトの電源電圧V2とが共に、電源供給ラインL1及びL2上に印加されることになる。かかるステップS12を実行してから例えば1μsが経過したら、電源切替制御回路25は、スイッチオフを示すスイッチ信号SW2をスイッチ24に供給する(ステップS13)。これにより、図7(c)に示すように、スイッチ24がオフ状態となり、待機電源回路22で生成された電源電圧V2が電源供給ラインL2上へ印加されなくなる。かかるステップS13を実行してから例えば1μsが経過したら、電源切替制御回路25は、第1電圧値を指定する電圧指定信号CVを主電源回路21に供給する(ステップS14)。これにより、主電源回路21は、電源電圧V1の電圧値を0.9ボルトから1.3ボルトに増加する。従って、電源部2は、図3(a)に示すように、主電源回路21で生成された1.3ボルトの電源電圧V1を電源供給ラインL1を介して通信主要回路部(12〜15)に供給する状態、つまり通信動作モードの状態となる。
このように、電源部2を待機モードの状態から通信動作モードの状態に切り替える際には、図3(b)に示す待機モードの状態から、図7(a)〜図7(c)の状態を順次経てから、図3(a)に示す通信動作モードの状態に到らせるのである。
以上のように、電源部2の電源切替制御回路25は、通信主回路部(12〜15)及びこの主回路部の待機時での動作を制御する待機制御回路16の各々に対して、以下のように電源電圧の切り替えを行う。すなわち、電源切替制御回路25は、通信動作モードでは、主電源回路21で生成された第1電圧値(例えば、1.3ボルト)の電源電圧V1を、第1及び第2の電源供給ラインL1及びL2を介して、通信主回路部(12〜15)及び待機制御回路16に供給する。一方、待機モードでは、電源切替制御回路25は、主電源回路21の動作を停止させると共に、待機電源回路22で生成された第2電圧値(例えば、0.9ボルト)、つまり第1電圧値の電源電圧V1よりも低く、且つ待機制御回路16を動作させることが可能な最低限の電圧値を有する電源電圧V2を、第2の電源供給ラインL2を介して待機制御回路16に供給する。
従って、かかる構成によれば、待機モード時において待機制御回路16に供給する電源電圧は、第1電圧値の電源電圧V1よりも低い電源電圧V2であるので、第1電圧値の電源電圧V1を待機制御回路16に供給する場合に比して消費電力を抑えることが可能となる。
ここで、通信動作モード時には、主電源回路21で生成された第1電圧値の電源電圧V1が電源供給ラインL1を介して電源供給ラインL2に印加され、待機モード時には、待機電源回路22で生成された第2電圧値の電源電圧V2が電源供給ラインL2に印加される。よって、通信動作モードから待機モード、或いは待機モードから通信動作モードへの切り替え(以下、単に「モード切替」と称する)の際には、第1電圧値と、これよりも低い第2電圧値とが電源供給ラインに印加されることになる。この際、かかるモード切替時において第1電圧値及び第2電圧値が同時に印加されると、主電源回路21側から待機電源回路22に向けて電流が流れ込み、この電流がスパイクノイズとなって待機制御回路16を誤動作させる虞がある。また、このように待機電源回路22に流れ込む電流によって、待機電源回路22の寄生容量が充放電し、かかる充放電に伴う無効な電力消費が生じる虞がある。
そこで、電源部2の電源切替制御回路25では、電源部2を通信動作モードから待機モードに切り替える際には、図3(a)に示す通信動作モードの状態から、図6(a)〜図6(c)の状態を順次経てから、図3(b)に示す通信動作モードの状態に到らせるようにしている。また、電源部2を待機モードから通信動作モードに切り替える際には、図3(b)に示す待機モードの状態から、図7(a)〜図7(c)の状態を順次経てから、図3(a)に示す通信動作モードの状態に到らせるようにしている。
すなわち、上記したモード切替を行うにあたり、先ず、図6(a)又は図7(a)に示すように、主電源回路21で生成する電源電圧V1の電圧値を一旦、待機電源回路22で生成される電源電圧V2と同一の第2電圧値(0.9ボルト)に変更する。次に、図6(b)又は図7(b)に示すように、待機電源回路22で生成された第2電圧値の電源電圧V2を、主電源回路21で生成された第2電圧値の電源電圧V1と共に電源供給ラインL1及びL2に印加する。その後、待機モードの状態に遷移させる場合には、図6(c)に示すように電源供給ラインL1及びL2同士の接続を遮断してから、図3(b)に示すように主電源回路21の動作を停止させる。一方、通信動作モードの状態に遷移させる場合には、図7(c)に示すように待機電源回路22と電源供給ラインL2との間の接続を遮断してから、図3(a)に示すように主電源回路21で生成させる電源電圧V1の電圧値を、通信主回路部(12〜15)及び待機制御回路16を動作させる第1電圧値(1.3ボルト)に変更するのである。
よって、かかる電源切り替え制御によれば、モード切替時において、主電源回路21で生成された第1電圧値と、待機電源回路22で生成された第2電圧値とが同時に電源供給ラインに印加されることは無いので、待機電源回路22内への電流の流れ込み、並びにその電流に伴うスパイクノイズが防止される。従って、かかるスパイクノイズに起因する周辺回路(待機制御回路16)の誤動作、及びモード切替時に待機電源回路22へ流れ込む電流による無効な電力消費を抑えることが可能となる。
図8は、本発明に係る電源装置が搭載されている通信装置100の内部構成の他の一例を示すブロック図である。尚、図8に示す構成では、電源部2内において、スイッチ26、コンデンサC1及びC2を新たに設けると共に、電源切替制御回路図1に代えて電源切替制御回路250を採用した点を除く他の構成は、図1に示されるものと同一である。よって、以下に、これらスイッチ26、電源切替制御回路250、コンデンサC1及びC2によって為される動作を中心に、図8に示す電源部2の動作について説明する。
図8において、コンデンサC1は、電源供給ラインL1上の電圧変動を抑えるべく設けられたバイパスコンデンサであり、その一端が接地電位に設定されており、他端がスイッチ26を介して電源供給ラインL1に接続されている。スイッチ26は、電源切替制御回路250からスイッチオンを示すスイッチ信号SW3が供給された場合にはオン状態となり、この際、コンデンサC1の他端と電源供給ラインL1とを電気的に接続する。一方、スイッチオフを示すスイッチ信号SW3が供給された場合には、スイッチ26はオフ状態となり、コンデンサC1の他端をハイインピーダンス状態にする。すなわち、コンデンサC1は、スイッチ26がオン状態の場合にだけ、電源供給ラインL1上の電圧変動を抑えるバイパスコンデンサとして機能する。一方、コンデンサC2は、電源供給ラインL2上の電源電圧の変動を抑えるバイパスコンデンサであり、その一端は接地電位に設定されており、他端は待機電源回路22とスイッチ24とを接続するライン上、或いは待機電源回路22の出力端子に接続されている。
図8に示す構成において、電源部2の電源切替制御回路250は、待機制御回路16から、通信動作モードを指定する通信待機指定信号CWSが供給された場合には、第1電圧値を指定する電圧指定信号CVを主電源回路21に供給する。更に、電源切替制御回路250は、スイッチオンを示すスイッチ信号SW1及びSW3をスイッチ23及び26に供給すると共に、スイッチオフを示すスイッチ信号SW2をスイッチ24に供給する。よって、通信動作モード時には、図9(a)に示すように、電源部2のスイッチ23及び26がオン状態、スイッチ24がオフ状態となると共に、主電源回路21が、第1電圧値として例えば1.3ボルトを有する電源電圧V1を生成する。これにより、主電源回路21が生成した1.3ボルトの電源電圧V1が、電源供給ラインL1を介して、発振回路12、受信回路13、送信回路14及び通信制御回路15からなる通信主要回路部に供給され、更に、かかる電源電圧V1が電源供給ラインL2を介して待機制御回路16にも供給される。また、コンデンサC1が電源供給ラインL1に接続されるので、コンデンサC1は電源供給ラインL1上の電圧変動を抑制するバイパスコンデンサとして機能する。
一方、待機モードを指定する通信待機指定信号CWSが供給された場合には、電源切替制御回路250は、電源遮断を促す電源遮断信号CUTを主電源回路21に供給する。更に、電源切替制御回路250は、スイッチオフを示すスイッチ信号SW1及びSW3をスイッチ23及び26に供給すると共に、スイッチオンを示すスイッチ信号SW2をスイッチ24に供給する。よって、待機モード時には、図9(b)に示すように、電源部2のスイッチ23及び26がオフ状態、スイッチ24がオン状態になると共に、主電源回路21がその動作を停止する。これにより、主電源回路21から通信主要回路部(12〜15)への電源供給が停止すると共に、待機電源回路22で生成された0.9ボルトの電源電圧V2が電源供給ラインL2を介して待機制御回路16に供給される。更に、コンデンサC1の他端が電源供給ラインL1から外されてハイインピーダンス状態となる。
よって、図8に示す構成においても図1に示す構成と同様に、電源部2は、通信動作モードでは、通信主要回路部(12〜15)を動作させ得る電圧値(例えば1.3ボルト)を有する電源電圧V1を、電源供給ラインL1及びL2を介して通信主要回路部(12〜15)及び待機制御回路16に供給する。一方、待機モードでは、待機制御回路16を動作させ得る最低限の電圧値を有する電源電圧V2を、電源供給ラインL2を介して待機制御回路16のみに供給するのである。
ここで、電源切替制御回路250は、通信動作モードから待機モードへの切り替えを行う際には図10に示す通信/待機切替制御ルーチンに従った電源切替制御を行い、待機モードから通信動作モードへの切り替え時には図11に示す待機/通信切替制御ルーチンに従った電源切替制御を行う。
つまり、通信待機指定信号CWSが通信動作モードから待機モードの指定へと遷移した時には、電源切替制御回路250は、図10に示す通信/待機切替制御ルーチンに従って、先ず、図9(a)に示す通信動作モードの状態にある各機能モジュール(21〜24、26)のうちのスイッチ26に、スイッチオフを示すスイッチ信号SW3を供給する(ステップS21)。これにより、図12(a)に示すように、スイッチ26はオフ状態となり、コンデンサC1の他端と電源供給ラインL1との電気的接続を遮断する。尚、この間、主電源回路21、待機電源回路22、スイッチ23及び24は、図9(a)に示す状態を維持する。ここで、上記ステップS21を実行してから例えば1μsが経過したら、電源切替制御回路250は、第2電圧値を指定する電圧指定信号CVを主電源回路21に供給する(ステップS22)。これにより、主電源回路21は、第1電圧値である1.3ボルトの電源電圧V1の生成状態から、図12(b)に示すように、第2電圧値である0.9ボルトの電源電圧V1の生成状態に切り替わる。かかるステップS22を実行してから、電源電圧V1の電圧値が0.9ボルトに到るまでに費やされる期間、例えば5μsが経過したら、電源切替制御回路250は、スイッチオンを示すスイッチ信号SW2をスイッチ24に供給する(ステップS23)。これにより、図13(a)に示すように、スイッチ24がオン状態となり、主電源回路21で生成された0.9ボルトの電源電圧V1と、待機電源回路22で生成された0.9ボルトの電源電圧V2とが共に電源供給ラインL1及びL2上に印加される。かかるステップS23を実行してから例えば1μsが経過したら、電源切替制御回路250は、スイッチオフを示すスイッチ信号SW1をスイッチ23に供給する(ステップS24)。これにより、図13(b)に示すように、スイッチ23は、電源供給ラインL1及びL2同士の接続を遮断する。かかるステップS24を実行してから例えば1μsが経過したら、電源切替制御回路250は、電源遮断信号CUTを主電源回路21に供給する(ステップS25)。これにより、主電源回路21は電源電圧V1の生成動作を停止する。従って、電源部2は、図9(b)に示すように、主電源回路21による通信主要回路部(12〜15)への電源電圧V1の供給を停止し、且つ待機電源回路22で生成された0.9ボルトの電源電圧V2をスイッチ24及び電源供給ラインL2を介して待機制御回路16に供給する状態、つまり待機モードの状態となる。
上記のように、図8に示す構成において電源部2を通信動作モードから待機モードに切り替える際には、図9(a)に示す通信動作モードの状態から、図12(a)、図12(b)、図13(a)及び図13(b)の状態を順次経てから、図9(b)に示す待機モードの状態に到らせるのである。
一方、通信待機指定信号CWSが待機モードから通信動作モードの指定へと遷移した時には、電源切替制御回路250は、図11に示す通信/待機切替制御ルーチンに従って、先ず、図9(b)に示す待機モードの状態にある各機能モジュール(21〜24、26)のうちの主電源回路21に、第2電圧値を指定する電圧指定信号CVを供給する(ステップS31)。これにより、主電源回路21は、図9(b)に示す動作停止状態から動作を介してして、図14(a)に示すように、第2電圧値である0.9ボルトの電源電圧V1の生成状態に遷移し、かかる電源電圧V1を電源供給ラインL1に印加する。尚、この間、待機電源回路22、スイッチ23、24及び26の状態は、図9(b)に示す状態を維持する。かかるステップS31を実行してから、主電源回路21で生成される電源電圧V1の電圧値が0.9ボルトに到るまでに費やされる期間、例えば10μsが経過したら、電源切替制御回路250は、スイッチオンを示すスイッチ信号SW1をスイッチ23に供給する(ステップS32)。これにより、図14(b)に示すように、スイッチ23がオン状態となって電源供給ラインL1及びL2同士が接続され、主電源回路21で生成された0.9ボルトの電源電圧V1と、待機電源回路22で生成された0.9ボルトの電源電圧V2とが共に、電源供給ラインL1及びL2上に印加されることになる。かかるステップS32を実行してから例えば1μsが経過したら、電源切替制御回路250は、スイッチオフを示すスイッチ信号SW2をスイッチ24に供給する(ステップS33)。これにより、図15(a)に示すように、スイッチ24がオフ状態となり、待機電源回路22で生成された電源電圧V2が電源供給ラインL2上へ印加されなくなる。かかるステップS33を実行してから例えば1μsが経過したら、電源切替制御回路250は、第1電圧値を指定する電圧指定信号CVを主電源回路21に供給する(ステップS34)。これにより、主電源回路21は、電源電圧V1の電圧値を0.9ボルトから1.3ボルトに増加する。かかるステップS34を実行してから、主電源回路21において生成される電源電圧V1の電圧値が1.3ボルトに到るまでに費やされる期間、例えば10μsが経過したら、電源切替制御回路250は、スイッチオンを示すスイッチ信号SW3をスイッチ26に供給する(ステップS35)。従って、電源部2は、図15(b)に示すように、主電源回路21で生成された1.3ボルトの電源電圧V1を電源供給ラインL1を介して通信主要回路部(12〜15)に供給する状態、つまり通信動作モードの状態となる。尚、待機モード時には図9(b)に示すように電源供給ラインL1との接続を遮断されていたコンデンサC1は、通信動作モードでは電源ラインL1に接続され、電源供給ラインL1上の電圧変動を抑制するバイパスコンデンサとして機能する。
上記したように、電源部2を待機モードの状態から通信動作モードの状態に切り替える際には、図9(b)に示す待機モードの状態から、図14(a)、図14(b)、図15(a)及び図15(b)の状態を順次経てから、図9(a)に示す通信動作モードの状態に到らせるのである。
以上のように、図8に示す電源部2では、電源供給ラインL1及びL2の各々に電源電圧の変動を抑制する為のバイパスコンデンサとして、コンデンサC1及びC2を設けている。更に、図8に示す電源部2の電源切替制御回路250では、モード切替時に電源供給ラインに流れる電流によってコンデンサC1及びC2が充放電することに起因する無効電力の消費を抑えるべく、コンデンサC2を待機電源回路22及びスイッチ24間の接続ライン上に設けると共に、コンデンサC1及び電源供給ラインL1間にスイッチ26を設けるようにしている。
ここで、電源部2を通信動作モードから待機モードの状態に切り替える際には、電源切替制御回路250は、電源切替制御回路25が実行したステップS1〜S4と同様なステップS22〜S25を図10に示すように順次実行する。ただし、電源切替制御回路250では、ステップS22の直前に、図10に示すように、スイッチ26をオフ状態にすることによりコンデンサC1と電源供給ラインL1との接続を遮断させるステップS21を実行するようにしている。一方、電源部2を待機モードの状態から通信モードの状態に切り替える際には、電源切替制御回路250は、電源切替制御回路25が実行したステップS11〜S14と同様なステップS31〜S34を順次実行する。ただし、電源切替制御回路250では、ステップS34の直後に、図11に示すように、スイッチ26をオン状態にすることによりコンデンサC1と電源供給ラインL1とを接続させるステップS35を実行するようにしている。上記したステップS21又はS35によれば、コンデンサC1は、通信動作モード時に電源供給ラインL1を介して印加されていた第1電圧値(1.3ボルト)に伴う電荷を、待機モードの状態にある間に亘り保持することになる。よって、その後、通信動作モードに切り替えられた際に、コンデンサC1では充放電が生じなくなるので、コンデンサC1の充放電に伴う無効な電力消費を抑えることが可能となる。
尚、図1又は図8に示す電源部2において、待機モードで動作する待機電源回路22は、消費電力を削減するために内部バイアス電流を極めて小さくしているため、動作を開始してから電源電圧V2の電圧値が所望の第2電圧値(例えば、0.9ボルト)に到るまでに長い時間を費やす場合がある。そこで、このような場合には、通信装置100に対する電源投入に応じて、先ず、電源部2を通信動作モードで起動させるようにすれば、例えば図6(b)に示すように電源供給ラインL1及びL2同士が接続された際に主電源回路21から待機電源回路22側に電流が流れて待機電源回路22の安定化を促進するため、起動時間の高速化が図られるようになる。また、起動時間が長い待機電源回路22を用いる場合には、上記した実施例に示すように待機電源回路22を常時動作状態としておくことで、高速動作化が図られるようになる。一方、起動時間が短い待機電源回路22を用いる場合には、電源切替制御回路25又は250は、スイッチ24に対するオフ状態の設定に連動させて待機電源回路22の動作を停止するようにしても良い。また、起動時間が短い待機電源回路22を用いる場合には、電源装置100に対する電源投入に応じて、先ず、電源部2を待機モードで動作させるようにしても良い。
また、上記実施例では、通信主要回路部(12〜15)及び待機制御回路16を動作させる為の電源電圧の値、つまり第1電圧値を1.3ボルトとし、待機制御回路16を動作させる最低限の電源電圧の値、つまり第2電圧値を0.9ボルトしている。しかしながら、これら第1電圧値及び第2電圧値は1.3及び0.9ボルトに夫々限定されるものでなく、例えば負極性の電圧値であっても良い。
また、図8に示す電源切替制御回路250では、待機モードから通信動作モードへの切り替え時において、図11に示すようにステップS34の後に、スイッチ26をオン状態にすることによりコンデンサC1と電源供給ラインL1とを接続させるステップS35を実行するようにしているが、ステップS35を実行するタイミングは、S34以前のいずれのタイミングであっても良い。
以上の如く、図1又は図8に示される通信装置には、第1モード(通信動作モード)時には第1電圧値を有する第1電源電圧(V1)を第1電源供給ライン(L1)及び第2電源供給ライン(L2)に送出し、第2モード(待機モード)時には第1電圧値よりも低い第2電圧値を有する第2電源電圧(V2)を第2電源供給ラインに送出する電源装置(2)が搭載されている。この際、かかる電源装置は、以下の第1電源回路(21)、第2電源回路(22)、第1スイッチ(23)、第2スイッチ(24)、及び電源切替制御回路(25、250)を含む。つまり、第1電源回路は、第1及び第2電圧値のうちの一方の電圧値を有する第1電源電圧を生成して第1電源供給ラインに送出し、第2電源回路は第2電源電圧を生成する。第1スイッチは、オン状態時に第1及び第2電源供給ライン同士を接続する一方、オフ状態時には第1及び第2電源供給ライン同士の接続を遮断する。第2スイッチは、オン状態時に第2電源回路と第2電源供給ラインとを接続する一方、オフ状態時には第2電源回路と第2電源供給ラインとの接続を遮断する。電源切替制御回路は、電源装置の状態を第1モードから第2モードに切り替える場合には、先ず、第1電源回路で生成すべき第1電源電圧の電圧値を第2電圧値に変更し(S1、S22)、次に第2スイッチをオン状態に設定し(S2、S23)、引き続き第1スイッチをオフ状態に設定して(S3、S24)から第1電源回路の動作を停止させる(S4、S25)ことにより第2モードの状態に到らせる。また、電源切替制御回路は、電源装置の状態を第2モードから第1モードに切り替える場合には、電源切替制御回路は、先ず、第1電源回路にて第2電圧値を有する第1電源電圧を生成させ(S11、S31)、次に第1スイッチをオン状態に設定し(S12、S32)、引き続き第2スイッチをオフ状態に設定して(S13、S33)から第1電源回路で生成すべき第1電源電圧の電圧値を第1電圧値に変更する(S14、S35)ことにより第1モードの状態に到らせるのである。
1 通信処理部
2 電源部
16 待機制御回路
21 主電源回路
22 待機電源回路
23,24、26 スイッチ
25、250 電源切替制御回路
2 電源部
16 待機制御回路
21 主電源回路
22 待機電源回路
23,24、26 スイッチ
25、250 電源切替制御回路
Claims (7)
- 第1モード時には第1電圧値を有する第1電源電圧を第1電源供給ライン及び第2電源供給ラインに送出し、第2モード時には前記第1電圧値よりも低い第2電圧値を有する第2電源電圧を前記第2電源供給ラインに送出する電源装置であって、
前記第1及び第2電圧値のうちの一方の電圧値を有する前記第1電源電圧を生成して前記第1電源供給ラインに送出する第1電源回路と、
前記第2電源電圧を生成する第2電源回路と、
前記第1電源供給ラインと第2電源供給ラインとの間に設けられた第1スイッチと、
前記第2電源回路と前記第2電源供給ラインとの間に設けられた第2スイッチと、
前記第1モードから前記第2モードに切り替える場合には、前記第1電源回路で生成すべき前記第1電源電圧の電圧値を前記第2電圧値に変更してから、第1所定期間経過後に前記第2スイッチをオン状態に設定し、前記第1所定期間よりも短い第2所定期間経過後に前記第1スイッチをオフ状態に設定し、前記第1所定期間よりも短い第3所定期間経過後に前記第1電源回路の動作を停止させることにより前記第2モードの状態に到らせる電源切替制御回路と、を有することを特徴とする電源装置。 - 前記電源切替制御回路は、前記第1モード時には前記第1電源回路にて前記第1電圧値を有する前記第1電源電圧を生成させると共に前記第1スイッチをオン状態、前記第2スイッチをオフ状態に設定することにより前記第1電源電圧を前記第1及び第2電源供給ラインに送出させ、
第2モード時には前記第1電源回路の動作を停止させると共に前記第1スイッチをオフ状態、前記第2スイッチをオン状態に夫々設定することにより前記第2電源電圧を前記第2電源供給ラインに送出させることを特徴とする請求項1記載の電源装置。 - 一端が接地電位に設定されている第1コンデンサと、
オン状態時に前記第1コンデンサの他端と前記第1電源供給ラインとを接続する一方、オフ状態時には前記第1コンデンサの他端と前記第1電源供給ラインとの接続を遮断する第3スイッチと、
一端が接地電位に設定されており他端に前記第2電源供給ラインが接続されている第2コンデンサと、を含み、
前記電源切替制御回路は、前記第1モード時には前記第3スイッチをオン状態に設定し、前記第2モード時には前記第3スイッチをオフ状態に設定することを特徴とする請求項1又は2記載の電源装置。 - 前記電源切替制御回路は、前記第2スイッチのオフ状態の設定に連動して前記第2電源回路の動作を停止することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1に記載の電源装置。
- 前記電源切替制御回路は、電源投入直後は前記第1モードの動作を実行することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1に記載の電源装置。
- 第1モード時には第1電源供給ライン及び第2電源供給ライン同士を接続して第1電圧値を有する第1電源電圧を前記第1及び第2電源供給ラインの各々に送出し、第2モード時には前記第1及び第2電源供給ライン同士の接続を遮断して前記第1電圧値よりも低い第2電圧値を有する第2電源電圧を前記第2電源供給ラインに送出する電源装置の制御方法であって、
前記第1モードの状態から前記第2モードに切り替える場合には、前記第1電源電圧の電圧値を前記第2電圧値に変更するステップと、第1所定期間経過後に前記第2電源電圧を前記第2電源供給ラインに送出するステップと、前記第1所定期間よりも短い第2所定期間経過後に前記第1及び第2電源供給ライン同士の接続を遮断するステップと、前記第1所定期間よりも短い第3所定期間経過後に前記第1電源電圧の生成動作を停止させるステップと、を順次実行することにより前記第2モードの状態に到らせることを特徴とする電源装置の制御方法。 - 情報データの送受信を行う通信主要回路部と、前記通信主要回路部が待機状態にある際の着信待ち受け処理を行う待機制御回路と、通信動作モード時には第1電圧値を有する第1電源電圧を第1電源供給ライン及び第2電源供給ラインを介して前記通信主要回路部及び前記待機制御回路に供給する一方、待機モード時には前記第1電圧値よりも低い第2電圧値を有する第2電源電圧を前記第2電源供給ラインを介して前記待機制御回路に供給する電源部と、を含む通信装置であって、
前記電源部は、前記第1及び第2電圧値のうちの一方の電圧値を有する前記第1電源電圧を生成して前記第1電源供給ラインに送出する第1電源回路と、
前記第2電源電圧を生成する第2電源回路と、
前記第1電源供給ラインと第2電源供給ラインとの間に設けられた第1スイッチと、
前記第2電源回路と前記第2電源供給ラインとの間に設けられた第2スイッチと、
前記第1モードから前記第2モードに切り替える場合には、前記第1電源回路で生成すべき前記第1電源電圧の電圧値を前記第2電圧値に変更してから、第1所定期間経過後に前記第2スイッチをオン状態に設定し、前記第1所定期間よりも短い第2所定期間経過後に前記第1スイッチをオフ状態に設定し、前記第1所定期間よりも短い第3所定期間経過後に前記第1電源回路の動作を停止させることにより前記第2モードの状態に到らせる電源切替制御回路と、を含むことを特徴とする通信装置。
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