JP6512617B2 - 電池形電源装置、回路及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、電池形電源装置、回路及び電子機器に関する。

スイッチをオンすることで、電動玩具を無線操縦可能にする無線システムがある。このようなシステムにおいて、無線通信駆動装置は、電池を装着するか、電池を装着してから装置本体の電源供給スイッチをオンすることによって受信駆動同路に電源が供給される。その後は、電池ボックスから無線通信駆動装置を取り出して電池を取り外すか、装置本体の電源供給スイッチをオフしない限り、通電状態が維持され電流が流れ続けてしまうことになる。

特許文献１には、電動式おもちゃ乗り物１００の電池収納部に電池５０及びアンテナと受信ＩＣと同調回路と増幅回路とＩＣ制御マイクロコンピュータとＩＣモータドライバーとを備える無線受信駆動装置受信基板部２０を収納した箱形無線受信駆動装置を収納し、該無線受信駆動装置受信基板部２０の出力端子をモータ１０７の入力端子に接続する構成が開示されている。

もっとも、同文献には無線受信駆動装置の電源供給制御に関する技術的記載はなく、装置本体に電源供給スイッチを設けて使用者がこのスイッチを操作しなければ電源供給を止めることができず、電動玩具の非使用時に無線受信駆動装置に内蔵させた内蔵電池が消耗してしまうという問題がある。電動玩具の非使用時に内蔵電池の消耗を抑制するためるには、毎回、電動玩具の電池ボックスを開け、無線受信駆動装置を取り外し、この無線受信駆動装置からさらに内蔵電池を取り外すことが必要とされる。このような動く電動玩具は、安全性を考慮して電池ボックスの蓋は、ネジで固定するものが多く、その煩わしさはさらに増すこととなる。そのまま放置したままにすると、次に遊ぶときには電池がなくなっているため、新たな電池を用意して交換しなければならないといった煩わしさも顕在化していた。

実用新案登録第３１４３７６５号公報

目的は、内蔵電池の消耗を抑えることを可能とする電池形電源装置、回路及び電子機器を提供することにある。

本発明の一実施形態に係る電池形電源装置は、負荷と電池ボックスと前記負荷と前記電池ボックスとの間に介在される電源スイッチとを有する外部負荷装置の前記電池ボックスに単独又は外部電池と直列に装着可能である。電池形電源装置は、電池規格に準じた形状及び寸法のハウジングと、前記ハウジングの内側に内蔵電池を収納するものであって、前記収納された内蔵電池の前後端子に接触する内側正極端子と内側負極端子とを有する電池収納部と、前記ハウジングの前端面に設けられ、前記内側正極端子に接続される外側正極端子と、前記ハウジングの後端面に設けられ、前記内側負極端子に接続される外側負極端子と、前記内側負極端子と前記外側負極端子との間、又は前記内側正極端子と前記外側正極端子との間に介在される出力トランジスタと、アンテナを介して外部情報処理装置から受信したＲＦ信号に従って前記出力トランジスタの制御信号を発生する制御回路と、前記電源スイッチのオンオフに連動して、前記外側負極端子又は前記外側正極端子の、基準電圧に対する電圧が変動するように、前記内側負極端子と前記外側負極端子との間、又は前記内側正極端子と前記外側正極端子との間に前記出力トランジスタと並列に介在される検出抵抗とを具備する。

本発明の一実施形態に係る電子機器は、負荷と、電源を収容する電源ボックスと、前記負荷と前記電源ボックスとの間に介在される電源スイッチと、前記電源スイッチのオン／オフを検出する電源スイッチ検出部と、前記負荷と前記電源ボックスとの間の電気的な接続を制御信号に従って遮断又は導通する回路遮断／導通部と、アンテナを介して外部情報処理装置から受信したＲＦ信号に従って、前記制御信号を発生する制御部とを具備し、前記制御部は、前記電源スイッチ検出部により検出された前記電源スイッチのオン／オフに従って、前記アンテナを介したＲＦ信号の送受信動作のオン／オフを切り替える。

本発明の一実施形態に係る回路は外部負荷と電源と電源スイッチとともに構成され、前記電源スイッチのオン／オフを検出する電源スイッチ検出部と、前記外部負荷と前記電源ボックスとの間の電気的な接続を制御信号に従って遮断又は導通する回路遮断／導通部と、アンテナを介して外部情報処理装置から受信したＲＦ信号に従って、前記制御信号を発生する制御部とを具備し、前記制御部は、前記電源スイッチ検出部により検出された前記電源スイッチのオン／オフに従って、前記アンテナを介したＲＦ信号の送受信動作のオン／オフを切り替える。

図１は、第１実施形態に係る無線通信機能を備える電池形電源装置の外観を示す斜視図である。 図２は、第１実施形態に係る電池形電源装置の内部構造を示す図である。 図３は、第１実施形態に係る電池形電源装置の使用態様を示す図である。 図４は、第１実施形態に係る電池形電源装置の一例を示す等価回路図である。 図５は、第１実施形態に係る電池形電源装置の他の例を示す等価回路図である。 図６は、図５の電池型電源装置による通信間隔の変更処理の手順を示すフローチャートである。 図７は、第２実施形態に係る電池形電源装置の一例を示す等価回路図である。 図８は、図７のＲＦＩＣの出力に対するＤＣＤＣコンバータのＥＮ端子の入力信号の変化を示すタイミングチャートである。 図９は、第３実施形態に係る電池形電源装置の一例を示す等価回路図である。 図１０は、第４実施形態に係る電池形電源装置の一例を示す等価回路図である。 図１１は、図１０のＲＦＩＣによるＰＷＭ制御中の各端子の入出力の変化を示すタイミングチャートである。 図１２は、図１０のＲＦＩＣの制御部による送受信動作のオン／オフの切り替え処理の手順を示すフローチャートである。 図１３は、第５実施形態に係る電池形電源装置の一例を示す等価回路図である。 図１４は、図１３の電源スイッチのオン／オフに伴って変動する各トランジスタの端子電圧レベルを示す図である。

以下、図面を参照しながら本発明の一実施形態に係る無線機能を備えた電池形電源装置１００を説明する。以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。

本実施形態の目的は、電池ボックスに電池形電源装置を装着したままでも、電池形電源装置と接続されたスイッチ（たとえば、電源スイッチ）に連動して電池形電源装置のオン／オフを制御することができる電池形電源装置、回路及び電子機器を提供することにある。また、外部の電源スイッチに連動して電池形電源装置をオン／オフするのではなく、電池形電源装置の送受信動作のオン／オフを制御することができる電池形電源装置、回路及び電子機器を提供することを目的の一つとする。電子機器においてスイッチ（たとえば、電源スイッチ）のオン又はオフを検出して、負荷（たとえば、無線通信装置や、動力源等）への出力を調整することのできる電池形電源装置、回路及び電子機器を提供することを目的の一とする。さらに、電圧レベル安定化、レベルシフト、論理整合、負荷から発生する逆起電圧によるＣＰＵ破壊、等を防止することのできる回路、電子機器及び電源供給方法を提供することを目的の一とする。

図１は、第１実施形態に係る無線通信機能を備える電池形電源装置１００の外観を示す斜視図である。図２は、第１実施形態に係る電池形電源装置１００の内部構造を示す図である。第１実施形態に係る無線機能を備えた電池形電源装置１００（以下、単に電池形電源装置１００と称す）は、電池規格に準じた形状及び外寸で構成される。典型的には電池形電源装置１００は、単３形規格準じた高さ及び直径の円柱体で構成される。しかし、電池形電源装置１００は、他の電池規格に準じた形状及び寸法で構成されていてもよい。ここでは電池形電源装置１００は単３形規格に準じているものとして説明する。なお、他の第２乃至第５実施形態に係る電池形電源装置１００も第１実施形態に係る電池形電源装置１００と同様の形状及び寸法で構成される。

電池形電源装置１００の本体部１１７は単３形電池規格と同一の形状及び寸法で構成された円筒状体のハウジング１１８に外装されている。本体部１１７の上端面（前端面ともいう）の中央には、外側正極端子１０３として円形状の導電板が取り付けられる。本体部の下端面（後端面ともいう）の中央には、外側負極端子１０４として円形状の導電板が取り付けられる。ハウジング１１８の周面の一部分は長円形状に切り欠かれている。切り欠き部１１９の長さは単４乾電池と同等であり、幅は単４乾電池の幅より若干広い。ユーザは、この切り欠き部１１９から単４形電池を電池収納部１０２に対して挿抜することができる。電池収納部１０２の形状は単４形規格に準じた長さ及び直径の円柱形状のスペースである。電池収納部１０２の中心軸は電池形電源装置１００の円柱中心軸に対して半径方向にオフセットされる。このオフセットは、ハウジング１１８と電池収納部１０２との間に僅かなスペースを提供する。この僅かなスペースに電池形電源装置１００の各種機能を実現する基板１０７が搭載される。

電池収納部１０２の前端中央、つまり外側正極端子１０３と同じ側には内側正極端子１０５として導電板が取り付けられる。電池収納部１０２の後端中央、外側負極端子１０４と同じ側には内側負極端子１０６としてバネ性を有した導電板が取り付けられる。電池収納部１０２に収納された単４乾電池の正極端子は内側正極端子１０５に接触し、単４乾電池の負極端子は内側負極端子１０６に接触する。内側負極端子１０６は配線ケーブル１０８を介して外側負極端子１０４と基板１０７とに接続される。内側負極端子１０６は外側負極端子１０４と共通導電板で構成されてもよい。内側正極端子１０５は配線ケーブル１０９により基板１０７に接続される。外側正極端子１０３は配線ケーブル１１０により基板１０７に接続される。

図３は図１の電池形電源装置１００の使用状態を示す図である。図３に示すように、外部負荷装置１１１は、負荷１１５と電池ボックス１１２と電源スイッチ（外部スイッチ）１１４とを有する。ここでは外部負荷装置１１１は１本の単３乾電池で駆動する。電池形電源装置１００は電池ボックス１１２に単独で装着される。外部負荷装置１１１としては電動玩具、電動工作玩具、防災センサ、防犯センサ、懐中電灯、自転車ライト、電池式調理器、電気ウキ、電動ペット給餌装置、電池式ファン、電池式ハンドソープディスペンサー等の電子機器である。ここでは外部負荷装置１１１はモータ１１５で駆動する電動玩具として説明する。電動玩具の具体例としてはスイッチをオンすると一定速度で動くミニチュアの列車や、ミニチュアカー等である。モータ１１５には、伝達機構を介して車輪１１６が接続される。電源スイッチ１１４がオンされると、モータ１１５と電池ボックス１１２との電気的な接続が確保される。電源スイッチ１１４がオフされると、モータ１１５と電池ボックス１１２とは電気的に切断される。

外部情報処理装置２００はスマートフォンや、携帯電話機や、タブレット端末、ラジオコントロール通信機等の通信機能及び操作機能等を備えた典型的には携帯型のディジタル電子機器である。もちろん、外部情報処理装置２００は、電池形電源装置１００を操作するための専用機であってもよい。ユーザは、外部情報処理装置２００を操作することで、モータ１１５をオン／オフすることができる。また、ユーザは、外部情報処理装置２００を操作することでモータ出力指示値を０％（駆動信号出力なし）から１００％（駆動信号出力値最大）までの間の任意の値を指定することができる。電池形電源装置１００は外部情報処理装置２００と無線接続される。外部情報処理装置２００から電池形電源装置１００にはユーザにより選択されたモータ出力指示が無線で送信される。後述するように、電池形電源装置１００の電池収納部１０２の内側正極端子１０５と外側正極端子１０３との間又は内側負極端子１０６と外側負極端子１０４との間に出力トランジスタ１２０が介在される。電池形電源装置１００は外部情報処理装置２００からのモータ出力指示に従って出力トランジスタ１２０をＯＮ／ＯＦＦさせることで、電源出力を調整する。

（第１実施形態）
第１実施形態に係る電池形電源装置１００は、電源スイッチ１１４のオン／オフに連動してオン／オフする。具体的には、電池形電源装置１００の無線通信機能が電源スイッチ１１４のオン／オフに連動してオン／オフする。図４は、第１実施形態に係る電池形電源装置１００の一例を示す等価回路図である。ここでは、電池形電源装置１００が単独で電池ボックス１１２に装着されている。電池形電源装置１００の電池収納部１０２には内蔵電池が装着されている。

（回路構成）
第１実施形態に係る電池形電源装置１００は、出力トランジスタ１２０、ＤＣＤＣコンバータ（内部電源回路）１２１、ＲＦＩＣ（制御回路）１２２、インバータ１２３、プルアップ抵抗（検出抵抗）１２４、プルアップ抵抗１２５を有する。これら電子部品は基板１０７に実装される。

出力トランジスタ１２０は、典型的にはＰチャンネルＭＯＳＦＥＴであり、内側正極端子１０５と外側正極端子１０３との間に介在される。出力トランジスタ１２０のソース端子は、配線ケーブル１０９を介して内側正極端子１０５に接続される。出力トランジスタ１２０のドレイン端子は、配線ケーブル１１０を介して外側正極端子１０３に接続される。

プルアップ抵抗（検出抵抗）１２４は、内側正極端子１０５と外側正極端子１０３との間に、出力トランジスタ１２０と並列に配置される。プルアップ抵抗１２５は、出力トランジスタ１２０のゲート端子と内側正極端子１０５との間に介在される。

ＤＣＤＣコンバータ１２１のＶｃｃ端子は内側正極端子１０５に接続され、ＥＮ端子は外側正極端子１０３に接続され、ＯＵＴＰＵＴ端子はＲＦＩＣ１２２のＶｄｄ端子に接続される。ＤＣＤＣコンバータ１２１は、内部電源回路であり、電池収納部１０２に装着された単４乾電池の電池電圧Ｖccを内部回路動作用の例えば３．０Ｖの電源電圧Ｖｄｄに昇圧する。ＤＣＤＣコンバータ１２１は、そのＥＮ端子がハイレベルのとき電源電圧ＶｄｄをＲＦＩＣ１２２に給電し、そのＥＮ端子がローレベルのとき電源電圧ＶｄｄをＲＦＩＣ１２２に給電しないように構成されている。ここでは、ＤＣＤＣコンバータ１２１がＲＦＩＣ１２２の駆動電圧を給電する内部電源回路として機能するが、ＲＦＩＣ１２２に駆動電圧を給電する内部電源回路はＤＣＤＣコンバータ１２１以外の他の電子部品等であってもよい。

出力トランジスタ１２０のドレイン端子とＤＣＤＣコンバータ１２１のＥＮ端子との間にはインバータ１２３が介在される。ＤＣＤＣコンバータ１２１の入力段にインバータ１２３を配置することで、モータ１１５に発生する逆起電圧によるＤＣＤＣコンバータの破壊等を回避することができる。インバータ１２３の入力端子は出力トランジスタ１２０のドレイン端子に接続され、出力端子はＤＣＤＣコンバータ１２１のＥＮ端子に接続される。インバータ１２３は、入力信号を反転して出力する。

ＲＦＩＣ１２２は、電源電圧Ｖｄｄで駆動し、電池形電源装置１００を統括して制御する制御回路である。ＲＦＩＣ１２２のＡＮＴ端子には無線通信用のアンテナ１２７が接続される。ＲＦＩＣ１２２のＯＵＴＰＵＴ端子は出力トランジスタ１２０のゲート端子に接続される。ＲＦＩＣ１２２は、機能上、通信部、制御信号発生部、制御部等を備える。通信部は、制御部の制御に従って駆動され、アンテナ１２７を介して外部情報処理装置２００とBluetooth(登録商標)規格に準拠した無線通信を行う。なお、ＲＦＩＣ１２２は、他の無線通信規格、例えば無線ＬＡＮ規格に準拠した無線通信を行ってもよい。通信部は、アンテナ１２７を介して外部情報処理装置２００からモータ１１５のオン／オフを表すコード無線信号を受信する。モータ１１５のオンを表すコード無線信号を受信したとき、制御信号発生部は、制御部の制御に従って駆動され、ローレベルのゲート制御信号を発生する。モータ１１５のオフを表すコード無線信号を受信したとき、制御信号発生部は、制御部の制御に従って、ハイレベルのゲート制御信号を発生する。または、制御信号発生部は、制御部の制御に従ってオフされ、それによりＯＵＴＰＵＴ端子は開放される。制御信号発生部により発生されるゲート制御信号のハイレベルとは、出力トランジスタ１２０のしきい値電圧Ｖthよりも十分低い電圧値であり、ローレベルとは、出力トランジスタ１２０のしきい値電圧Ｖthよりも十分高い電圧値である。

出力トランジスタ１２０は、ゲートに入力されるゲート制御信号により印加される電圧（ゲート電圧）により、そのオン／オフが制御される。ゲート電圧がしきい値電圧Ｖthよりも十分低いローレベルであるとき、ソース・ドレイン間にチャネルが形成され、最大ドレイン電流が流れる。この状態は出力トランジスタ１２０がオン状態である。出力トランジスタ１２０がオンされると、電池形電源装置１００の外側正極端子１０３と外側負極端子１０４との間に内蔵電池を介して電流が流れる。外部負荷装置１１１の電源スイッチ１１４がオン状態であれば、電池形電源装置１００の外側正極端子１０３と外側負極端子１０４との間に電流が流れ、外部負荷装置１１１のモータ１１５が駆動する。一方、ゲート電圧がしきい値電圧Ｖthよりも十分高いハイレベルであるとき、ソース・ドレイン間にドレイン電流が流れない。この状態は出力トランジスタ１２０がオフ状態である。出力トランジスタ１２０がオフされると、電池形電源装置１００の外側正極端子１０３と外側負極端子１０４との間が遮断される。これにより、外部負荷装置１１１の電源スイッチ１１４がオン状態であっても、外部負荷装置１１１の回路は遮断され、モータ１１５は駆動しない。

（動作説明）
以下、電源スイッチ１１４がオフされている状態を外部負荷装置１１のオフ状態、電源スイッチ１１４がオンされているがモータ１１５が動作していない状態を外部負荷装置１１１の待機状態、モータ１１５が動作している状態を外部負荷装置１１１の動作状態という。また、ＲＦＩＣ１２２の制御部が駆動していない状態を電池形電源装置１００のオフ状態、ＲＦＩＣ１２２の制御部は駆動しているが、無線通信部による送受信動作がオフされている状態を電池形電源装置１００の待機状態、無線通信部による送受信動作がオンされている状態を電池形電源装置１００の通信可能状態、ＲＦＩＣ１２２からゲート制御信号が出力されている状態を電池形電源装置１００の動作状態という。

第１実施形態に係る電池形電源装置１００の一つの特徴は、電源スイッチ１１４のオン／オフに連動して、外側正極端子１０３の、基準電位に対する電圧レベルが変動するように、内側正極端子１０５と外側正極端子１０３との間に出力トランジスタ１２０と並列にプルアップ抵抗（検出抵抗）１２４を配置したことにある。ここでは、基準電位はＧＮＤ電位とする。電源スイッチ１１４がオフされているとき、外側正極端子１０３はプルアップ抵抗１２４を介して内側正極端子１０５に接続されるため、ハイレベルである。一方、電源スイッチ１１４がオフからオンに切り替わると、外側正極端子１０３は電源スイッチ１１４を経由してＧＮＤに接続されるため、ハイレベルからローレベルに切り替わる。このように、電源スイッチ１１４のオン／オフに連動して外側正極端子１０３の電圧レベルは変動する。電池形電源装置１００は、外側正極端子１０３の電圧レベルの変動を検出することで、電源スイッチ１１４のオン／オフを検出する。

外部負荷装置１１１が初期状態であるとき、インバータ１２３の入力端子はプルアップ抵抗１２４を介して内側正極端子１０５に接続されるためハイレベルであり、ＤＣＤＣコンバータ１２１のＥＮ端子（インバータ１２３の出力端子）はローレベルである。したがって、ＤＣＤＣコンバータ１２１により発生された電源電圧ＶｄｄがＲＦＩＣ１２２に給電されない。そのため、電池形電源装置１００はオフ状態である。

電源スイッチ１１４がオンされたとき、インバータ１２３の入力端子は電源スイッチ１１４を経由してＧＮＤに接続されるためハイレベルからローレベルに切り替わり、ＤＣＤＣコンバータ１２１のＥＮ端子はローレベルからハイレベルに切り替わる。それにより、ＤＣＤＣコンバータ１２１により発生された電源電圧ＶｄｄがＲＦＩＣ１２２に給電され、それによりＲＦＩＣ１２２の制御部は駆動し、電池形電源装置１００の状態はオフ状態から待機状態に遷移する。ＲＦＩＣ１２２が駆動されたのを契機に、制御部の制御に従って、無線通信部による送受信動作がオフからオンに切り替えられ、それにより電池形電源装置１００は待機状態から通信可能状態に遷移する。

電源スイッチ１１４がオフされたとき、再びインバータ１２３の入力端子はプルアップ抵抗１２４を介して内側正極端子１０５に接続されるためローレベルからハイレベルに切り替わり、それによりＲＦＩＣ１２２はオフされ、電池形電源装置１００の状態は通信可能状態からオフ状態に切り替わる。

電池形電源装置１００が通信可能状態であるとき、電池形電源装置１００は、外部情報処理装置２００から受信した無線信号に従って、種々の処理を行うことができる。例えば無線通信部を介して、外部情報処理装置２００からモータ１１５のオンを指示するコード無線信号を受信したとき、制御信号発生部はローレベルのゲート制御信号を発生する。それにより出力トランジスタ１２０のゲート端子はローレベルになるため、出力トランジスタ１２０はオンし、モータ１１５が駆動する。このように、ユーザは、外部情報処理装置２００を操作することで、外部負荷装置１１１を自由なタイミングでオンすることができる。

図４で説明したように、第１実施形態に係る電池形電源装置１００によれば、外部負荷装置１１１の電源スイッチ１１４のオンに連動して電池形電源装置１００の状態をオフ状態から通信可能状態に切り替え、電源スイッチ１１４のオフに連動して、通信可能状態からオフ状態に切り替えることができる。これにより、電池形電源装置１００は、その状態をオフ状態と通信可能状態との間で切り替えるためのスイッチを装備する必要がなく、これは装置の小型化と部品コストの低減に寄与する。また、外部負荷装置１１１が初期状態であるとき、ＤＣＤＣコンバータ１２１とＲＦＩＣ１２２とが駆動していないため、不要な電力消費を低減することができる。

なお、第１実施形態に係る電池形電源装置１００では、インバータ１２３の出力信号をＤＣＤＣコンバータ１２１に入力しているが、インバータ１２３の出力信号をＲＦＩＣ１２２に入力する構成であってもよい。

図５は、第１実施形態に係る電池形電源装置１００の他の例を示す等価回路図である。インバータ１２３の出力端子はＲＦＩＣ１２２のＩＮＰＵＴ端子に接続される。ＲＦＩＣ１２２の入力段にインバータ１２３を配置することで、モータ１１５に発生する逆起電圧によるＲＦＩＣ１２２の破壊等を回避することができる。ＤＣＤＣコンバータ１２１のＥＮ端子は内側正極端子１０５に接続される。したがって、内蔵電池が電子収納部２に装着されている間、ＤＣＤＣコンバータ１２１はオンされるため、電池形電源装置１００は待機状態である。

ＲＦＩＣ１２２は、外側正極端子１０３の電圧レベルで判別される電源スイッチ１１４のオン／オフに従って、アンテナ１２７を介したＲＦ信号の送受信動作のオン／オフを切り替える。図４で説明したように、電源スイッチ１１４のオン／オフは、インバータ１２３の出力信号の電圧レベルで判別できる。電源スイッチ１１４がオンしているとき、インバータ１２３の出力信号はハイレベルであり、電源スイッチ１１４がオフしているとき、インバータ１２３の出力信号がローレベルである。したがって、ＩＮＰＵＴ端子がローレベルのとき、電源スイッチ１１４はオフされていると判別されるため、制御部の制御に従って無線通信部による送受信動作がオフされ、電池形電源装置１００の状態が通信可能状態から待機状態に切り替わる。ＩＮＰＵＴ端子がハイレベルのとき、電源スイッチ１１４はオンされていると判別されるため、制御部の制御に従って無線通信部による送受信動作がオンされ、電池形電源装置１００の状態は待機状態から通信可能状態に切り替わる。制御部による無線通信部の送受信動作のオン／オフの切り替えは、無線通信部の通信モジュールへの駆動電圧Ｖｄｄの給電を制御することで行われる。もちろん、制御部による無線通信部の送受信動作のオン／オフの切り替えは、通信モジュールが駆動している状態で、ソフトウェアで電波の出力を制御することで行われてもよい。

図５で説明したように、第１実施形態に係る電池形電源装置１００の他の例によれば、外部負荷装置１１１の電源スイッチ１１４のオンに連動して、電池形電源装置１００の状態を待機状態から通信可能状態に切り替え、電源スイッチ１１４のオフに連動して、通信可能状態から待機状態に切り替えることができる。これより、電池形電源装置１００は、その状態を待機状態と通信可能状態との間で切り替えるためのスイッチを装備する必要がなく、これは装置の小型化と部品コストの低減に寄与する。また、外部負荷装置１１１が初期状態であるとき、ＤＣＤＣコンバータ１２１とＲＦＩＣ１２２とが駆動していないため、不要な電力消費を低減することができる。

また、図５のように回路を構成することで、内蔵電池が電池収納部１０２に装着されている間、電池形電源装置１００は待機状態である。制御部は、電源スイッチ１１４のオン／オフに連動して、無線通信部による送受信動作のオン／オフ以外の処理を実行してもよい。例えば、制御部は、電源スイッチ１１４のオン／オフに連動して、外部情報処理装置２００との間の通信間隔を変更させる。図６は、図５の電池型電源装置による通信間隔の変更処理の手順を示すフローチャートである。外部負荷装置１１１が初期状態であるとき、電池形電源装置１００は待機状態である。無線通信部は、制御部の制御に従って、外部情報処理装置２００と通信間隔Ｔ１で通信する（ステップＳ１１）。電源スイッチ１１４がオンされたとき（ステップＳ１２）、つまりＲＦＩＣ１２２のＩＮＰＵＴ端子がローレベルからハイレベルに切り替わったとき、無線通信部は、制御部の制御に従って、外部情報処理装置２００と通信間隔Ｔ１よりも短い通信間隔Ｔ２で通信する（ステップＳ１３）。通信間隔Ｔ１，Ｔ２はプリセットされていてもよいし、外部情報処理装置２００を介してユーザにより設定された値であってもよい。電源スイッチ１１４がオフされたとき（ステップＳ１４）、つまりＲＦＩＣ１２２のＩＮＰＵＴ端子がハイレベルからローレベルに切り替わったとき、処理ステップはステップＳ１１に戻り、無線通信部は、制御部の制御に従って、外部情報処理装置２００と通信間隔Ｔ１で通信する。

外部負荷装置１１１が待機状態であるとき、外部情報処理装置２００との間の通信間隔を短くすることで、外部情報処理装置２００からの指示に対する電池形電源装置１００の応答速度を向上し、また、外部情報処理装置２００との間の通信の接続性も向上することができる。また、外部負荷装置１１１がオフ状態（電源スイッチ１１４がオフ状態）であるとき、外部情報処理装置２００との間の通信間隔を長くすることで、不要な電力消費を低減することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態に係る電池形電源装置１００は、第１実施形態に係る電池形電源装置１００の出力トランジスタ１２０のゲート制御信号としてＰＷＭ信号を使用可能に構成される。

（回路構成）
図７は、第２実施形態に係る電池形電源装置１００の一例を示す等価回路図である。第２実施形態に係る電池形電源装置１００の一つの特徴は、ＤＣＤＣコンバータ１２１のＥＮ端子の前段にＯＲ回路１３１が配置される点にある。

ＯＲ回路１３１は２つの入力端子と１つの出力端子とを有する。ＯＲ回路１３１は、その２つの入力端子のうち、少なくとも一方がハイレベルのとき、ハイレベルの信号を出力する。また、ＯＲ回路１３１は、その２つの入力端子の両方がローレベルのときローレベルの信号を出力する。ＯＲ回路１３１の出力端子はＤＣＤＣコンバータ１２１のＥＮ端子に接続される。ＯＲ回路１３１の出力端子とＤＣＤＣコンバータ１２１のＥＮ端子との間にはローパスフィルタ１３２が介在される。ローパスフィルタ１３２は、例えば抵抗とコンデンサとで構成される。ローパスフィルタ１３２は、遮断周波数より低い周波数の成分を通過させ、遮断周波数より高い周波数の成分を逓減させ、ノイズ等による瞬間的な信号の変動を抑制する。

ＯＲ回路１３１の一方の入力端子（第１入力端子）は、ＲＦＩＣ１２２のＯＵＴＰＵＴ端子に接続される。ＯＲ回路１３１の他方の入力端子（第２入力端子）は、検出トランジスタ１３０を経由して内側正極端子１０５に接続される。また、ＯＲ回路１３１の第１、第２入力端子はプルダウン抵抗１３６，１３５を介してＧＮＤに接続される。

ＲＦＩＣ１２２のＯＵＴＰＵＴ端子と出力トランジスタ１２０のゲート端子との間にはインバータ１３３が介在される。インバータ１３３の出力は出力トランジスタ１２０のゲートに入力される。

検出トランジスタ１３０は、典型的にはＰチャンネルＭＯＳＦＥＴであり、電源スイッチ１１４のオン／オフを検出する。検出トランジスタ１３０のドレイン端子はＯＲ回路１３１の第２入力端子に接続され、ソース端子は内側正極端子１０５に接続され、ゲート端子は外側正極端子１０３に接続される。第１実施形態と同様に、プルアップ抵抗（検出抵抗）１２４は、内側正極端子１０５と外側正極端子１０３との間に出力トランジスタ１２０と並列に配置される。それにより、電源スイッチ１１４のオン／オフに連動して、外側正極端子１０３の信号レベルをローレベルとハイレベルとの間で切り替えることができる。検出トランジスタ１３０のゲート端子を外側正極端子１０３に接続することで、電源スイッチ１１４のオン／オフに連動して検出トランジスタ１３０をオン／オフさせることができる。

制御信号発生部は、制御部の制御に従って、受信したモータ出力指示値に応じたゲート制御信号を発生する。ここでは、ゲート制御信号は、ＰＷＭ（パルス幅信号変調）信号で提供される。例えば、モータ出力指示値が０％の場合において、制御信号発生部はデューティー比０％（ローレベルのみ）のＰＷＭ信号を発生する。モータ出力指示値が１００％の場合において、制御信号発生部はデューティー比１００％（ハイレベルのみ）のＰＷＭ信号を発生する。モータ出力指示値が５０％の場合において、制御信号発生部はデューティー比５０％（ローレベルとハイレベルの比が半分）の信号を発生する。制御信号発生部により発生されたＰＷＭ信号は出力トランジスタ１２０にゲート制御信号として入力される。

ＰＷＭ信号がハイレベル（ゲート端子がローレベル）のとき、出力トランジスタ１２０はオン状態である。そのため、外部負荷装置１１１の回路は導通され、モータ１１５は駆動する。ＰＷＭ信号（ゲート制御信号）がローレベル（ゲート端子がハイレベル）のとき、出力トランジスタ１２０はオフ状態である。そのため、外部負荷装置１１１の回路は遮断され、モータ１１５は駆動しない。ＰＷＭ信号がゲート端子に入力されている間、モータ１１５は回転開始と回転停止とを所定の周期で繰り返す。出力トランジスタ１２０がオンからオフに切り替わると、モータ１１５はそのコイル特性により、徐々に回転が落ちていくこととなるが、出力トランジスタ１２０がオンからオフに切り替わると再度回転が速くなる。この特性を使って、ＰＷＭ制御によりモータ１１５を任意の回転数で回転させることができる。

（動作説明）
第２実施形態に係る電池形電源装置１００の一つの特徴は、ＤＣＤＣコンバータ１２１の前段にＯＲ回路１３１を配置した点にある。ＯＲ回路１３１は、ＲＦＩＣ１２２から出力されるゲート制御信号と検出トランジスタ１３０の検出信号との入力を受け、論理和の演算結果として、ＤＣＤＣコンバータ１２１にハイレベル又はローレベルの信号を出力する。それにより、電源スイッチ１１４がオン状態であれば、電池形電源装置１００が通信可能状態からオフ状態又は待機状態に切り替わるのを回避することができる。

具体的には、外部負荷装置１１１が初期状態であるとき、検出トランジスタ１３０もＲＦＩＣ１２２もオフされているため、ＯＲ回路１３１の第１、第２入力端子はそれぞれプルダウン抵抗１３６，１３５を経由してＧＮＤに接続されるため、ローレベルである。したがって、ＤＣＤＣコンバータ１２１により発生された電源電圧ＶｄｄがＲＦＩＣ１２２に給電されない。そのため、電池形電源装置１００はオフ状態である。

電源スイッチ１１４がオンされたとき、検出トランジスタ１３０のゲート端子は、電源スイッチ１１４を経由してＧＮＤに接続されるためハイレベルからローレベルに切り替わる。ＯＲ回路１３１の第２入力端子は検出トランジスタ１３０を経由して内側正極端子１０５に接続されローレベルからハイレベルに切り替わり、それによりＯＲ回路１３１はハイレベルの信号を出力する。ＤＣＤＣコンバータ１２１のＥＮ端子がローレベルからハイレベルに切り替わり、ＤＣＤＣコンバータ１２１により発生された電源電圧ＶｄｄがＲＦＩＣ１２２に給電され、それによりＲＦＩＣ１２２の制御部は駆動し、電池形電源装置１００の状態はオフ状態から待機状態に切り替わる。ＲＦＩＣ１２２の制御部が駆動されたのを契機に、制御部の制御に従って、無線通信部による送受信動作がオフからオンに切り替えられ、電池形電源装置１００の状態は待機状態から通信可能状態に切り替わる。出力トランジスタ１２０は、外部情報処理装置２００からのモータ出力指示に応じたＰＷＭ信号に従ってその電源出力が調整される。

電源スイッチ１１４がオンされた状態で、出力トランジスタ１２０がオフされたとき（出力トランジスタ１２０のゲート端子がハイレベルであるとき）、検出トランジスタ１３０のゲート端子は電源スイッチ１１４を介してＧＮＤに接続されるためローレベルであり、それにより検出トランジスタ１３０はオンされる。検出トランジスタ１３０がオンされることで、ＯＲ回路１３１の第１入力端子は検出トランジスタ１３０を介して内側正極端子１０５に接続されるためハイレベルであり、それによりＯＲ回路１３１はハイレベルの信号をＤＣＤＣコンバータ１２１に出力する。

電源スイッチ１１４がオンされた状態で、出力トランジスタ１２０がオンされたとき（出力トランジスタ１２０のゲート端子がローレベルであるとき）、検出トランジスタ１３０のゲート端子は出力トランジスタ１２０を介して内側正極端子１０５に接続されるためハイレベルであり、それにより検出トランジスタ１３０はオフされる。ＯＲ回路１３１の第１入力端子は、プルダウン抵抗１３６を介してＧＮＤに接続されるためローレベルである。一方で、出力トランジスタ１２０がオンされているとき、ＯＵＴＰＵＴ端子から出力されているゲート制御信号はハイレベルである。したがって、ＯＲ回路１３１の第２入力端子はＯＵＴＰＵＴ端子に接続されるためハイレベルであり、それによりＯＲ回路１３１はハイレベルの信号をＤＣＤＣコンバータ１２１に出力する。

したがって、ゲート制御信号により出力トランジスタ１２０がオフされている間、ＯＲ回路１３１の第１入力端子がハイレベル、第２入力端子がローレベルであるため、ＯＲ回路１３１はハイレベルの信号を出力する。一方、出力トランジスタ１２０がオンされている間、ＯＲ回路１３１の第１入力端子がローレベル、第２入力端子がハイレベルであるため、ＯＲ回路１３１はハイレベルの信号を出力する。

このように、電源スイッチ１１４がオンされていれば、出力トランジスタ１２０がゲート制御信号によりオン／オフされても、ＯＲ回路１３１はオン状態を維持することができる。それにより、ゲート制御信号にＰＷＭ信号を使用した場合でも、電池形電源装置１００の状態を通信可能状態で維持することができる。ＰＷＭ信号の使用が可能となることで、電源出力を０％から１００％の範囲で自在に調整できる電源装置を提供することができる。それにより、例えば第２実施形態に係る電池形電源装置１００を電池ボックス１１２に装着するだけで、元々、電源出力を調整する手段を装備していない外部負荷装置１１１に電源出力を調整する手段を与えることができる。ユーザは、外部情報処理装置２００を操作して、例えば電池形電源装置１００を装着する電動玩具の動作速度を自由に変更することができる。

なお、第２実施形態では、ＯＲ回路１３１の出力信号をＤＣＤＣコンバータ１２１に入力する構成としたが、ＯＲ回路１３１の出力信号をＲＦＩＣ１２２のＩＮＰＵＴ端子に入力する構成にし、ＩＮＰＵＴ端子の信号レベルに従って、制御部により無線通信部による送受信動作のオン／オフが切り替えるようにしてもよい。
（第３実施形態）
第１、第２実施形態では、出力トランジスタ１２０にＰチャンネルＭＯＳＦＥＴを使用した場合の回路例について説明したが、出力トランジスタ１２０として、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴを使用してもよい。ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴは、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴに比べて安価なものがあり、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴを使用することで、電池形電源装置１００の部品コストを低減することができる。また、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴは、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴに比べて耐圧が高いものがあり、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴを使用することで、電池形電源装置１００に対して直列に接続できる外部電池の数を増やすことができる。これは、電池形電源装置１００を使用できる外部負荷装置１１１の範囲の拡大が期待できる。なお、出力トランジスタ１２０は、バイポーラトランジスタであってもよく、その場合ゲート制御信号はベース制御信号と読み替えられる。

（回路構成）
図９は、第３実施形態に係る電池形電源装置１００の一例を示す等価回路図である。図９は、図７の回路の出力トランジスタ１４０をＰチャンネルＭＯＳＦＥＴからＮチャンネルＭＯＳＦＥＴに変更した場合の回路例である。図９に示すように、ＯＲ回路１３１とＤＣＤＣコンバータ１２１とＲＦＩＣ１２２との間の配線は図７の回路と同一である。出力トランジスタ１４０は内側負極端子１０６と外側負極端子１０４との間に介在される。出力トランジスタ１４０のソース端子は内側正極端子１０５に接続され、ドレイン端子は外側負極端子１０４に接続され、ゲート端子はＲＦＩＣ１２２のＯＵＴＰＵＴ端子に接続される。

第３実施形態では、２つの検出トランジスタで電源スイッチ１１４のオン／オフを検出する。第１検出トランジスタ１３０はＰチャンネルＭＯＳＦＥＴである。第１検出トランジスタ１３０のソース端子は内側正極端子１０５に接続され、ゲート端子は第２検出トランジスタ１４１のドレイン端子に接続され、ドレイン端子はＯＲ回路１３１の第２入力端子に接続される。また、第１検出トランジスタ１３０がオフされているとき、ＯＲ回路１３１の第２入力端子をローレベルで安定させるために、ＯＲ回路１３１の第２入力端子はプルダウン抵抗１３５を介してＧＮＤに接続される。さらに、第２検出トランジスタ１４１がオフされているとき、第１検出トランジスタ１３０のゲート端子をハイレベルで安定させるために、第１検出トランジスタ１３０のゲート端子はプルアップ抵抗１３４を介して内側正極端子１０５に接続される。第２検出トランジスタ１４１はＮチャンネルＭＯＳＦＥＴである。第２検出トランジスタ１４１のソース端子はＧＮＤに接続され、ゲート端子は外側負極端子１０４に接続され、ドレイン端子は第１検出トランジスタ１３０のゲート端子に接続される。また、電源スイッチ１１４がオフされているとき、第２検出トランジスタ１４１のゲート端子をローレベルで安定させるために、第２検出トランジスタ１４１のゲート端子はプルダウン抵抗１４３を介しＧＮＤに接続される。

（動作説明）
外部負荷装置１１１が初期状態（電源スイッチ１１４がオフ状態）であるとき、第２検出トランジスタ１４１は、そのゲート端子がプルダウン抵抗１４３を介してＧＮＤに接続されるためローレベルであり、オフ状態である。第１検出トランジスタ１３０は、そのゲート端子がプルアップ抵抗１３４を介して内側正極端子１０５に接続されるためハイレベルであり、オフ状態である。外部負荷装置１１１が初期状態でＲＦＩＣ１２２は駆動していないため、ゲート制御信号は出力されない。したがって、ＯＲ回路１３１は、その第１、第２入力端子がそれぞれプルダウン抵抗１３６，１３５を経由してＧＮＤに接続されるためローレベルであるため、ローレベルの信号を出力する。

電源スイッチ１１４がオンされたとき、第２検出トランジスタ１４１は、そのゲート端子が外側負極端子１０４、モータ１１５、電源スイッチ１１４、外側正極端子１０３を経由して内側正極端子１０５に接続されハイレベルであるため、オンされる。第１検出トランジスタ１３０は、そのゲート端子が第２検出トランジスタ１４１を経由してＧＮＤに接続されローレベルであるため、オンされる。ＯＲ回路１３１の第２入力端子は第１検出トランジスタ１３０を経由して内側正極端子１０５に接続されローレベルからハイレベルに切り替わり、それによりＯＲ回路１３１はハイレベルの信号を出力する。ＤＣＤＣコンバータ１２１のＥＮ端子がローレベルからハイレベルに切り替わり、ＤＣＤＣコンバータ１２１により発生された電源電圧ＶｄｄがＲＦＩＣ１２２に給電され、それによりＲＦＩＣ１２２の制御部は駆動し、電池形電源装置１００の状態はオフ状態から待機状態に切り替わる。ＲＦＩＣ１２２の制御部が駆動されたのを契機に、制御部の制御に従って、無線通信部による送受信動作がオフからオンに切り替えられ、電池形電源装置１００の状態は待機状態から通信可能状態に切り替わる。出力トランジスタ１２０は、外部情報処理装置２００からのモータ出力指示に応じたＰＷＭ信号に従ってその電源出力が調整される。

以上説明した第３実施形態に係る電池形電源装置１００によれば、電源スイッチ１１４のオン／オフに連動して、その状態をオフ状態と通信可能状態との間で切り替えることができる。また、電源スイッチ１１４がオンされていれば、出力トランジスタ１２０がゲート制御信号によりオン／オフされても、ＯＲ回路１３１はオン状態を維持することができる。それにより、ゲート制御信号にＰＷＭ信号を使用した場合でも、電池形電源装置１００の状態を通信可能状態で維持することができる。つまり、出力トランジスタ１２０にＮチャンネルＭＯＳＦＥＴを用いた場合であっても、出力トランジスタ１２０にＰチャンネルＭＯＳＦＥＴを用いた第２実施形態に係る電池形電源装置１００と同様に動作させることができ、同様の効果を得られる。

（第４実施形態）
第２実施形態に係る電池形電源装置１００は、ＤＣＤＣコンバータ１２１のＥＮ端子の前段にＯＲ回路１３１を配置し、ＯＲ回路１３１でＲＦＩＣ１２２から出力されたＰＷＭ信号と検出トランジスタ１３０から出力された検出信号との論理和をとることで、出力トランジスタ１２０のゲート制御信号としてＰＷＭ信号を使用した場合でも、電源スイッチ１１４がオン状態であれば、電池形電源装置１００を通信可能状態で維持することができる。第４実施形態に係る電池形電源装置１００では、第２実施形態のＯＲ回路１３１で行われる処理をＲＦＩＣ１２２の内部で行う。

（回路構成）
図１０は、第１実施形態の図５の回路のインバータ１２３をＰチャンネルＭＯＳＦＥＴに換挿したときの回路例である。検出トランジスタ１３０のゲート端子は、外側正極端子１０３に接続され、ソース端子はＤＣＤＣコンバータ１２１のＯＵＴＰＵＴ端子に接続され、ドレイン端子はＲＦＩＣ１２２のＩＮＰＵＴ端子に接続される。また、電源スイッチ１１４がオフされているとき、検出トランジスタ１３０のゲート端子をハイレベルで安定させるために、検出トランジスタ１３０のゲート端子はプルアップ抵抗１３４を介してＤＣＤＣコンバータ１２１のＩＮＰＵＴ端子に接続される。さらに、検出トランジスタ１３０がオフされているとき、ＲＦＩＣ１２２のＩＮＰＵＴ端子をローレベルで安定させるために、ＲＦＩＣ１２２のＩＮＰＵＴ端子はプルダウン抵抗１３７を介してＧＮＤに接続される。ＲＦＩＣ１２２のＯＵＴＰＵＴ端子は出力トランジスタ１２０のゲート端子に接続される。ＲＦＩＣ１２２のＯＵＴＰＵＴ端子と出力トランジスタ１２０のゲート端子との間には、インバータ１３３が介在される。インバータ１３３の入力端子はＲＦＩＣ１２２のＯＵＴＰＵＴ端子に接続され、出力端子は出力トランジスタ１２０のゲート端子に接続される。また、ＲＦＩＣ１２２のＯＵＴＰＵＴ端子が開放されているとき、出力トランジスタ１２０のゲート端子をハイレベルで安定させるためにインバータ１３３の入力端子はプルダウン抵抗１３８を介してＧＮＤに接続される。

（動作説明）
図１１は、図１０のＲＦＩＣ１２２によるＰＷＭ制御中の各端子の入出力の変化を示すタイミングチャートである。図１２は、図１０のＲＦＩＣ１２２による送受信動作のオン／オフの切り替え処理の手順を示すフローチャートである。制御部は、制御信号発生部により発生され、ＯＵＴＰＵＴ端子から出力されたゲート制御信号とＩＮＰＵＴ端子に入力される信号との論理和に従って、無線通信部による送受信動作のオン／オフを制御する。具体的には、制御部は、ＯＵＴＰＵＴ端子から出力するゲート制御信号とＩＮＰＵＴ端子に入力される信号との論理和がハイレベルのとき送受信動作をオンし、ローレベルのときオフする。

図１２に示すように、外部負荷装置１１１が初期状態（電源スイッチ１１４がオフ状態）であるとき、ＲＦＩＣ１２２のＩＮＰＵＴ端子はローレベル、ＯＵＴＰＵＴ端子はローレベルである（ステップＳ２１）。したがって、これら２つの端子の信号レベルの論理和はローレベルであるため、無線通信部による送受信動作はオンされていない。したがって、電池形電源装置１００は、送受信動作がオフされた待機状態である。ＩＮＰＵＴ端子がローレベルからハイレベルに切り替わったとき、つまり電源スイッチ１１４がオンされたとき（ステップＳ２２）、これら２つの端子の信号レベルの論理和はローレベルからハイレベルに切り替わる。それにより、制御部の制御に従って無線通信部による送受信動作がオンされ、電池形電源装置１００の状態は待機状態から通信可能状態に切り替わる（ステップＳ２３）。

ＩＮＰＵＴ端子がハイレベルのとき（ステップＳ２４のＹｅｓ）、制御部の制御に従って無線通信部による送受信動作がオン状態で維持され、それにより電池形電源装置１００は通信可能状態で維持される（ステップＳ２６）。ＩＮＰＵＴ端子がローレベルのとき、制御部はＯＵＴＰＵＴ端子の信号レベルに従って、送受信動作のオン／オフを切り替える。ＩＮＰＵＴ端子がローレベル、ＯＵＴＰＵＴ端子がハイレベルのとき、ゲート制御信号のハイレベルにより出力トランジスタ１２０がオンされ、モータ１１５が駆動している状態である。したがって、電池形電源装置１００は通信可能状態で維持すべきである。そのため、ＩＮＰＵＴ端子がローレベル（ステップＳ２４のＮｏ）、ＯＵＴＰＵＴ端子がハイレベルのとき（ステップＳ２５のＹｅｓ）、制御部の制御に従って無線通信部による送受信動作がオン状態で維持され、それにより電池形電源装置１００は通信可能状態で維持される（ステップＳ２６）。ＩＮＰＵＴ端子がローレベル、ＯＵＴＰＵＴ端子がローレベルのとき（または開放されているとき）は、電源スイッチ１１４がオフされている状態であり、不要な電力消費の低減の観点から、電池形電源装置１００を通信可能状態から待機状態に切り替えるべきである。したがって、ＩＮＰＵＴ端子がローレベル（ステップＳ２４のＮｏ）、ＯＵＴＰＵＴ端子がローレベルのとき（ステップＳ２５のＮｏ）、制御部の制御に従って無線通信部による送受信動作がオンからオフに切り替えられ、それにより電池形電源装置１００の状態は通信可能状態から待機状態に切り替わる（ステップＳ２７）。

以上説明した制御部による送受信動作のオン／オフの切り替え制御により、図１１に示すように、電源スイッチ１１４がオフされている間、送受信動作をオフし、電源スイッチ１１４がオンされている間、送受信動作をオンすることができる。したがって、第４実施形態に係る電池形電源装置１００は、第２実施形態のようにＯＲ回路１３１を配置することなく、第２実施形態に係る電池形電源装置１００に比べて部品点数を少なくした状態で、ゲート制御信号としてＰＷＭ信号を使用することができる。なお、ここでは電源スイッチ１１４のオン／オフに連動して電池形電源装置１００の通信機能をオン／オフするとしたが、図５で説明したように、電源スイッチ１１４のオン／オフに連動して電池形電源装置１００の通信間隔を変更させてもよい。例えば、電源スイッチ１１４がオン状態であるとき通信間隔を短くすることで、外部情報処理装置２００からの指示に対する電池形電源装置１００の応答速度を向上し、また、外部情報処理装置２００との間の通信の接続性も向上することができる。また、電源スイッチ１１４がオフされた状態で、外部情報処理装置２００との間の通信間隔を長くすることで、不要な電力消費を低減することができる。

また、制御部による送受信動作のオン／オフの切り替えを制御する方法は上記に限定されない。例えば、制御部は、ＯＵＴＰＵＴ端子からゲート制御信号を出力している間、無線通信部による送受信動作のオン／オフ制御を行わないようにしてもよい。これにより、ゲート制御信号により出力トランジスタ１２０がオン／オフされ、ＩＮＰＵＴ端子の入力信号の電圧レベルが変化しても、電池形電源装置１００を、ＯＵＴＰＵＴ端子からゲート制御信号が出力される直前の状態、つまり通信可能状態で維持することができる。

（第５実施形態）
外部負荷装置１１１の負荷としてモータ１１５を用いた場合において、第５実施形態に係る電池形電源装置１００は、外部負荷装置１１１のモータ１１５に流す電流の向きを変更することができる。

（回路構成）
図１３は、第５実施形態に係る電池形電源装置１００の一例を示す等価回路図である。第５実施形態に係る電池形電源装置１００は、Ｈブリッジ回路１６０を備える。Ｈブリッジ回路は電池に対して並列に設けられる。Ｈブリッジ回路１６０は、４つの出力トランジスタ１６１，１６２，１６３，１６４を有する。第１、第３出力トランジスタ１６１，１６３はＰチャンネルＭＯＳＦＥＴである。第２、第４出力トランジスタ１６２，１６４はＮチャンネルＭＯＳＦＥＴである。

検出トランジスタ１３０のゲート端子は外側正極端子１０３に接続される。電源スイッチ１１４がオフされているとき、検出トランジスタ１３０のゲート端子をハイレベルで安定させるために、検出トランジスタのゲート端子はプルアップ抵抗１３４を介して内側正極端子１０５に接続される。

第１出力トランジスタ１６１のソース端子は内側正極端子１０５に接続され、ドレイン端子は外側正極端子１０３に接続され、ゲート端子はインバータ１５６を介してＲＦＩＣ１２２のＯＵＴＰＵＴ１端子に接続される。ＲＦＩＣ１２２のＯＵＴＰＵＴ１端子が開放されているとき、第１出力トランジスタ１６１のゲート端子をハイレベルで安定させるために、第１出力トランジスタ１６１のゲート端子はプルアップ抵抗１５１を介して内側正極端子１０５に接続される。電源スイッチ１１４がオフされているとき、第１出力トランジスタ１６１のドレイン端子をハイレベルで安定させるために、第１出力トランジスタ１６１のドレイン端子はプルアップ抵抗１３４を介して内側正極端子１０５に接続される。

第２出力トランジスタ１６２のソース端子は内側負極端子１０６に接続され、ドレイン端子は外側正極端子１０３に接続され、ゲート端子はＲＦＩＣ１２２のＯＵＴＰＵＴ２端子に接続される。ＲＦＩＣ１２２のＯＵＴＰＵＴ２端子が開放されているとき、第２出力トランジスタ１６２のゲート端子をローレベルで安定させるために、第２出力トランジスタ１６２のゲート端子はプルダウン抵抗１５２を介して内側負極端子１０６に接続される。電源スイッチ１１４がオフされているとき、第２出力トランジスタ１６２のドレイン端子をハイレベルで安定させるために、第２出力トランジスタ１６２のドレイン端子はプルアップ抵抗１３４を介して内側正極端子１０５に接続される。

第３出力トランジスタ１６３のソース端子は内側正極端子１０５に接続され、ドレイン端子は外側負極端子１０４に接続され、ゲート端子はインバータ１５７を介してＲＦＩＣ１２２のＯＵＴＰＵＴ２端子に接続される。ＲＦＩＣ１２２のＯＵＴＰＵＴ２端子が開放されているとき、第３出力トランジスタ１６３のゲート端子をハイレベルで安定させるために、第３出力トランジスタ１６３のゲート端子はプルアップ抵抗１５３を介して内側正極端子１０５に接続される。

第４出力トランジスタ１６４のソース端子は内側負極端子１０６に接続され、ドレイン端子は外側負極端子１０４に接続され、ゲート端子はＲＦＩＣ１２２のＯＵＴＰＵＴ１端子に接続される。ＲＦＩＣ１２２のＯＵＴＰＵＴ１端子が開放されているとき、第４出力トランジスタ１６４のゲート端子をハイレベルで安定させるために、第４出力トランジスタ１６４のゲート端子はプルアップ抵抗１５４を介して内側正極端子１０５に接続される。

ＯＲ回路１３１の第１入力端子の前段にはＯＲ回路１４５が配置される。ＯＲ回路１４５の第１入力端子はとＲＦＩＣ１２２のＯＵＴＰＵＴ１端子に接続され、第２入力端子はＲＦＩＣ１２２のＯＵＴＰＵＴ２端子に接続される。これにより、ＯＵＴＰＵＴ１端子とＯＵＴＰＵＴ２端子の一方からゲート制御信号が出力されていれば、ＯＵＴＰＵＴ端子が２つになった場合であっても、第２実施形態と同じように、ＯＵＴＰＵＴ１端子又はＯＵＴＰＵＴ２端子からハイレベルのゲート制御信号が出力され、第１、第４出力トランジスタ１６１，１６４がオンされた場合であっても、第２、第３出力トランジスタ１６２，１６３がオンされた場合であっても、電池形電源装置１００の送受信動作がオンされている状態を維持することができる。したがって、ゲート制御信号としてＰＷＭ信号を使用することができる。

（回路動作）
図１４は、図１３の電源スイッチ１１４のオン／オフに伴って変動する各トランジスタの端子電圧を示す図である。
電源スイッチ１１４がオフされている状態で、第１、第３出力トランジスタ１６１、１６３は、それらのソース端子がハイレベル、それらのゲート端子がプルアップ抵抗１５１，１５３を介して内側正極端子１０５に接続されるためハイレベルであるためオフ状態である。第２出力トランジスタ１６２は、そのソース端子がローレベル、ゲート端子がプルダウン抵抗１５２を介して内側負極端子１０６に接続されローレベルであるためオフ状態である。第４出力トランジスタ１６４は、そのソース端子がローレベル、ゲート端子がプルアップ抵抗１５４を介して内側正極端子１０５に接続されるためハイレベルでありオン状態である。検出トランジスタ１３０は、そのソース端子がハイレベル、ゲート端子がプルアップ抵抗１３４を介して内側正極端子１０５に接続されるためハイレベルでありオフ状態である。

電源スイッチ１１４がオンされたとき、検出トランジスタ１３０のゲート端子は第４出力トランジスタ１６４を介して内側負極端子１０６に接続されるためハイレベルからローレベルに切り替わり、それにより検出トランジスタ１３０はオンされる。検出トランジスタ１３０がオンされることで、ＯＲ回路１３１の第２入力端子はハイレベルになり、ＤＣＤＣコンバータ１２１からＲＦＩＣ１２２に駆動電圧Ｖｄｄが給電され、ＲＦＩＣ１２２が駆動され、電池形電源装置１００の状態はオフ状態から通信可能状態に切り替わる。

第５実施形態に係る電池形電源装置１００は、無線通信部を介して外部情報処理装置２００からモータ回転方向の切替指示とに関するコード無線信号を受信する。モータを正回転させるためのコード無線信号を受信したとき、制御信号発生部により発生されたゲート制御信号は、制御部の制御に従って、ＯＵＴＰＵＴ１端子から出力される。一方、モータを逆回転させるためのコード無線信号を受信したとき、制御信号発生部により発生されたゲート制御信号は、制御部の制御に従って、ＯＵＴＰＵＴ２端子から出力される。ゲート制御信号がＯＵＴＰＵＴ１端子から出力されたとき、第１、第４出力トランジスタ１６１、１６４が互いに同時にオン／オフされる。同様に、ゲート制御信号がＯＵＴＰＵＴ２端子から出力されたとき、第２、第３出力トランジスタ１６２、１６３は互いに同時にオン／オフされる。なお、ＯＵＴＰＵＴ１端子とＯＵＴＰＵＴ端子２とから同時にゲート制御信号が出力されないように設定されている。それにより、第１、第４出力トランジスタ１６４がオンされているときに、第２、第３出力トランジスタ１６３がオンされることはなく、回路の誤動作、回路ショート等を回避できる。

以上説明したように、電源スイッチ１１４がオフされている状態で、４つの出力トランジスタ１６１，１６２，１６３，１６４のうち１つの出力トランジスタ、ここでは第４出力トランジスタ１６４をオン状態にしておくことで、電源スイッチ１１４がオンされたとき、検出トランジスタ１３０のゲート端子をハイレベルからローレベルに切り替えることができる。つまり、４つの出力トランジスタ１６１，１６２，１６３，１６４のうち１つの出力トランジスタをオン状態にしておくことは、電池形電源装置１００による電源スイッチ１１４のオン／オフの検出を可能にする。電源スイッチ１１４のオン／オフを検出できるため、電池形電源装置１００がモータ１１５の正逆回転を可能にするためのＨブリッジ制御回路を備える場合であっても、既に説明したように、電源スイッチ１１４のオン／オフに連動して、電池形電源装置１００の通信機能のオン／オフ、通信間隔の変更等を行うことができる。

なお、第１乃至第５実施形態に係る電池形電源装置１００を構成する回路は、外部負荷と外部電源と電源スイッチとともに構成される回路である。したがって、外部負荷と外部電源と電源スイッチとを有する他の電子機器に、電池形電源装置１００の回路を組み込むことで、その電子機器は、第１乃至第５実施形態に係る電池形電源装置１００と同様の動作をし、同様の効果を得られる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１００…電池形電源装置、１０３…外側正極端子、１０４…外側負極端子、１０５…内側正極端子、１０６…内側負極端子、１０８，１０９，１１０…配線ケーブル、１１４…電源スイッチ、１１５…モータ、１２０…出力トランジスタ、１２１…ＤＣＤＣコンバータ、１２２…ＲＦＩＣ、１２３…インバータ、１２４，１２５…プルアップ抵抗。

Claims (13)

1. 負荷と、電池ボックスと、前記負荷と前記電池ボックスとの間に介在される電源スイッチとを有する外部負荷装置の前記電池ボックスに単独又は外部電池と直列に装着可能な電池形電源装置であって、
   電池規格に準じた形状及び寸法のハウジングと、
   前記ハウジングの内側に内蔵電池を収納するものであって、前記収納された内蔵電池の前後端子に接触する内側正極端子と内側負極端子とを有する電池収納部と、
   前記ハウジングの前端面に設けられ、前記内側正極端子に接続される外側正極端子と、
   前記ハウジングの後端面に設けられ、前記内側負極端子に接続される外側負極端子と、
   前記内側負極端子と前記外側負極端子との間、又は前記内側正極端子と前記外側正極端子との間に介在される出力トランジスタと、
   アンテナを介して外部情報処理装置から受信したＲＦ信号に従って前記出力トランジスタの制御信号を発生する制御回路と、
   前記電源スイッチのオンオフに連動して、前記外側負極端子又は前記外側正極端子の、基準電圧に対する電圧が変動するように、前記内側負極端子と前記外側負極端子との間、又は前記内側正極端子と前記外側正極端子との間に前記出力トランジスタと並列に介在される検出抵抗と、
   を具備することを特徴とする電池形電源装置。
2. 前記制御回路は、前記外側負極端子又は前記外側正極端子の、基準電圧に対する電圧レベルで判別される前記電源スイッチのオン／オフに従って、前記アンテナを介したＲＦ信号の送受信動作のオン／オフを切り替えることを特徴とする請求項１記載の電池形電源装置。
3. 前記制御回路は、前記外側負極端子又は前記外側正極端子の、基準電圧に対する電圧レベルで判別される前記電源スイッチのオン／オフに従って、前記外部情報処理装置との間の通信間隔を変化させることを特徴とする請求項１記載の電池形電源装置。
4. 前記内蔵電池の電池電圧から所定の駆動電圧を発生する内部電源回路をさらに備え、
   前記内部電源回路は、前記外側負極端子又は前記外側正極端子の、基準電圧に対する電圧レベルで判別される前記電源スイッチのオン／オフに従って、前記制御回路への前記駆動電圧の給電を開始又は停止することを特徴とする請求項１記載の電池形電源装置。
5. 前記内蔵電池の電池電圧から所定の駆動電圧を発生する内部電源回路をさらに備え、
   前記制御回路と前記内側正極端子との間又は前記内部電源回路と前記内側正極端子との間に介在され、前記外側負極端子又は前記外側正極端子の、基準電圧に対する電圧レベルに従ってオン／オフする検出トランジスタをさらに備える請求項１記載の電池形電源装置。
6. 前記内部電源回路又は前記制御回路に対して、前記検出トランジスタのオン／オフを示す検出信号と前記制御信号との入力を受け、前記検出信号と前記制御信号との論理演算結果を出力する論理回路をさらに備えることを特徴とする請求項５記載の電池形電源装置。
7. 前記制御信号はＰＷＭ信号であることを特徴とする請求項６記載の電池形電源装置。
8. 前記論理回路の出力側にローパスフィルタが配置されることを特徴とする請求項６記載の電池形電源装置。
9. 前記負荷に供給する電流の向きを変更するために、４つのトランジスタを有するＨブリッジ制御回路をさらに備え、
   前記電源スイッチがオフ状態において、前記４つのトランジスタのうち１つのトランジスタがオンされていることを特徴とする請求項１記載の電池形電源装置。
10. 負荷と、電池ボックスと、前記負荷と前記電池ボックスとの間に介在される電源スイッチとを有する外部負荷装置の前記電池ボックスに単独又は外部電池と直列に装着可能な電池形電源装置であって、
    電池規格に準じた形状及び寸法のハウジングと、
    前記ハウジングの内側に内蔵電池を収納するものであって、前記収納された内蔵電池の前後端子に接触する内側正極端子と内側負極端子とを有する電池収納部と、
    前記ハウジングの前端面に設けられ、前記内側正極端子に接続される外側正極端子と、
    前記ハウジングの後端面に設けられ、前記内側負極端子に接続される外側負極端子と、
    前記内側負極端子と前記外側負極端子との間、又は前記内側正極端子と前記外側正極端子との間に介在される出力トランジスタと、
    アンテナを介して外部情報処理装置から受信したＲＦ信号に従って前記出力トランジスタの制御信号を発生する制御回路と、
    前記内蔵電池の電池電圧から所定の駆動電圧を発生する内部電源回路と、
    前記電源スイッチのオンオフに連動して、前記外側負極端子又は前記外側正極端子の、基準電圧に対する電圧が変動するように、前記外側負極端子又は前記内側正極端子と前記内部電源回路との間に介在される検出抵抗と、
    を具備することを特徴とする電池形電源装置。
11. 前記制御回路は、前記外側負極端子又は前記外側正極端子の、基準電圧に対する電圧レベルで判別される前記電源スイッチのオン／オフに従って、前記アンテナを介したＲＦ信号の送受信動作のオン／オフを切り替えることを特徴とする請求項１０記載の電池形電源装置。
12. 前記制御回路は、前記外側負極端子又は前記外側正極端子の、基準電圧に対する電圧レベルで判別される前記電源スイッチのオン／オフに従って、前記外部情報処理装置との間の通信間隔を変化させることを特徴とする請求項１０記載の電池形電源装置。
13. 前記内部電源回路は、前記外側負極端子又は前記外側正極端子の、基準電圧に対する電圧レベルで判別される前記電源スイッチのオン／オフに従って、前記制御回路への前記駆動電圧の給電を開始又は停止することを特徴とする請求項１０記載の電池形電源装置。

Images