JP6677404B1 - 電源切り換え機能付きバッテリ電圧検出回路および電子機器装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリの未装着状態を安定して検出することが可能な電源切り換え機能付きバッテリ電圧検出回路を提供する。【解決手段】３．３Ｖシステム電源１と３Ｖバッテリ２との２つの電源を切り換える電源切り換え回路３は、３．３Ｖシステム電源１の出力を、順方向に配置した第１ショットキーバリアダイオード３１を介して電源供給端子７と接続し、３Ｖバッテリ２の出力を、順方向に配置した第２ショットキーバリアダイオード３２を介して電源供給端子７に接続する構成とし、バッテリ電圧の低下を検出するバッテリ電圧検出回路４は、３Ｖバッテリ２の出力を、あらかじめ設定された閾値電圧と比較するオペアンプ４４の入力端子に接続し、オペアンプ４４の出力端子を電圧検出結果出力端子１０に接続し、かつ、オペアンプ４４の前記入力端子を、逆方向に配置した第３ショットキーバリアダイオード４９を介してＧＮＤに接続する構成とする。【選択図】図２

Description

本発明は、電源切り換え機能付きバッテリ電圧検出回路および電子機器装置に関し、特に、低電圧システム電源と一次電池（バッテリ電源）との電源切り換え機能を有する電源切り換え機能付きバッテリ電圧検出回路および電子機器装置に関する。

電子機器装置内で常時動作を必要とするＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）やリアルタイムクロックＩＣ（Integrated Circuit）用の電源回路では、低電圧システム電源とバッテリ電源との電源切り換え機能付きバッテリ電圧検出回路を備える。そして、その電源回路は、リチウムイオン電池等のバッテリ電源の電圧低下をバッテリ電圧検出回路にて検出した時に、切り換え回路にて低電圧システム電源に切り換える。バッテリ電源の電圧低下を検出したとき、そのバッテリ電源の交換を容易に可能にするために、特許文献１の特開２０１５−９１６２９号公報「画像形成装置」等にも記載されているように、バッテリソケットが搭載されている場合が多くなってきている。バッテリソケットを有する場合、バッテリ電圧低下時に、新しいバッテリと交換するのではなく、誤って、バッテリが取り外されたままの状態になってしまう場合がある。

バッテリ電源が装着されていない場合には、電源切り換え機能付きバッテリ電圧検出回路内で使用されているショットキーバリアダイオードの特性のばらつきや周辺温度等により、バッテリ電圧検出回路においてショットキーバリアダイオードの逆方向電流が増減し、バッテリ電圧の正常状態と低下状態とを交互に検出してしまい、バッテリ電圧の検出結果が不安定な状態となり、バッテリ未装着ということを正確に判別することができない場合が生じてしまう。

図３は、現状の電源切り換え機能付きバッテリ電圧検出回路の具体的な回路構成を示す回路図である。図３に示す電源切り換え機能付きバッテリ電圧検出回路１００Ａは、前述したような、バッテリ電源切り換え機能とバッテリ電圧検出機能とを併せ持つ具体的な回路例を示しており、３．３Ｖシステム電源１と３Ｖバッテリ２と、第１ショットキーバリアダイオード３１、第２ショットキーバリアダイオード３２と、抵抗４１、抵抗４２と、コンデンサ４３と、オペアンプ４４と、抵抗４５、抵抗４６、抵抗４７と、３．３Ｖシステム電源４８とによって構成されている。なお、オペアンプ４４は、３Ｖバッテリ２のバッテリ電圧検出用の比較器（コンパレータ）として使用されている。

図３に示すように、電子機器装置の電源として、システムＡＣ／ＤＣ電源により生成される３．３Ｖシステム電源１の他に３Ｖバッテリ２も実装していて、システムＡＣ／ＤＣ電源の通電時には、３．３Ｖシステム電源１が動作可能な状態にあって、第１ショットキーバリアダイオード３１を経由して３．３Ｖシステム電源１がＳＲＡＭ・ＲＴＣ用電源５Ａへ給電されて、電子機器装置内のＳＲＡＭとＲＴＣ（リアルタイムクロック）ＩＣとに対して電源供給される。

また、システムＡＣ／ＤＣ電源の通電時には、３Ｖバッテリ２の電圧（３Ｖ）は、３．３Ｖシステム電源１の電源電圧（３．３Ｖ）よりも０．３Ｖ低いために、３Ｖバッテリ２からＳＲＡＭ・ＲＴＣ用電源５Ａへの給電動作は、第２ショットキーバリアダイオード３２により抑止され、３Ｖバッテリ２からＳＲＡＭ・ＲＴＣ用電源５Ａに対しては殆ど電流が流れない。

一方、システムＡＣ／ＤＣ電源の停電等の外部電源の停止時には、３．３Ｖシステム電源１の動作が停止するため、３Ｖバッテリ２から抵抗４１および第２ショットキーバリアダイオード３２を経由してＳＲＡＭ・ＲＴＣ用電源５Ａへ電源供給される。

また、３Ｖバッテリ２の給電状態および経年劣化等によるバッテリ電圧の低下状態を、オペアンプ４４による比較器（コンパレータ）動作により検出する。すなわち、３．３Ｖシステム電源４８と抵抗４６、抵抗４７および抵抗４５とによって例えば２．４Ｖにあらかじめ設定した閾値電圧と比較することにより、３Ｖバッテリ２の電圧が該閾値電圧以下に低下した場合には、３Ｖバッテリ２の電池交換アラーム情報として、オペアンプ４４の出力側端子からバッテリ電圧低下検出信号６を出力する。

なお、システムＡＣ／ＤＣ電源の通電時に、３Ｖバッテリ２がバッテリソケットに装着されていない場合、３．３Ｖシステム電源１から第１ショットキーバリアダイオード３１に電源電流が流れて、ＳＲＡＭ・ＲＴＣ用電源５Ａへ給電されると同時に、第２ショットキーバリアダイオード３２に逆方向に流れる逆方向電流２１としても流れて、コンデンサ４３がチャージされる。

そして、抵抗４１→抵抗４２→ＧＮＤ（Ｇｒｏｕｎｄ:アース）へ流れる放電電流２２よりも、第２ショットキーバリアダイオード３２に流れる逆方向電流２１の電流値が大きい場合には、コンデンサ４３は徐々にチャージアップされていき、前記閾値電圧として設定した２．４Ｖよりも電圧値が高くなると、オペアンプ４４による比較器（コンパレータ）動作において、正常な電圧値の３Ｖバッテリ２が装着されているものと誤って検出してしまう。

一方、抵抗４１→抵抗４２→ＧＮＤへ流れる放電電流２２よりも、第２ショットキーバリアダイオード３２に流れる逆方向電流２１の電流値が小さい場合には、逆方向電流２１が流れ始めた時点で、コンデンサ４３は、一旦チャージされても、以降においては、チャージアップされなくなるので、前記閾値電圧として設定した２．４Ｖよりも電圧値が高くはならない。したがって、オペアンプ４４による比較器（コンパレータ）動作において、３Ｖバッテリ２の電圧低下を検出して、バッテリ電圧低下検出信号６を出力することになる。

なお、第２ショットキーバリアダイオード３２の逆方向電流２１は、図４のショットキーバリアダイオード逆方向電流特性例に示すように、温度によって変動し、温度が高いほど、逆方向電流２１は大きくなり、温度が低くなると、逆方向電流２１が小さくなる。ここで、図４は、一般的なショットキーバリアダイオードに逆方向に流れる逆方向電流ＩＲの温度特性の一例を示す特性図である。

したがって、３Ｖバッテリ２がバッテリソケットに未装着になっている場合において、周囲温度がシステム定常温度の状態にある時に、第２ショットキーバリアダイオード３２の逆方向電流２１によりコンデンサ４３の電圧値が、前記閾値電圧の２．４Ｖ前後になっていた場合には、周囲温度が上昇と低下とを繰り返すと、バッテリ電圧低下検出信号６の出力状態は、３Ｖバッテリ２の電圧正常を検出したり電圧低下を検出したりする状態を繰り返すようになる。その結果、３Ｖバッテリ２のバッテリ未装着状態を安定して検出することが不能になる。

特開２０１５−９１６２９号公報

電子機器装置に搭載したＳＲＡＭやリアルタイムクロックＩＣ用の電源回路に関しては、前述したように、システム電源が正常な状態にある通常時は、システム電源により例えば３．３Ｖで給電し、停電状態時には、リチウムイオン電池等のバッテリを用いて３Ｖで給電するという電源切り換え機能を有するバッテリ電圧検出回路を備えていることが多くなってきている。

かかる電子機器装置においては、前述したように、バッテリ電圧低下のメンテナンス作業時に、誤って、バッテリが外されたままの状態になってしまう場合があり、その結果、電源切り換え機能付きのバッテリ電圧検出回路においてバッテリ電圧の検出結果が不安定になってしまい、バッテリ未装着の異常状態を安定して検出することができなという課題がある。

（本開発の目的）
本開発の目的は、かかる課題に鑑み、バッテリの未装着状態を安定して検出することが可能な電源切り換え機能付きバッテリ電圧検出回路および電子機器装置を提供することにある。

前述の課題を解決するため、本発明による電源切り換え機能付きバッテリ電圧検出回路および電子機器装置は、主に、次のような特徴的な構成を採用している。

（１）本発明による電源切り換え機能付きバッテリ電圧検出回路は、
外部からの電源供給により生成したシステム電源とバッテリとの２つの電源を切り換えて内部回路用の電源として供給する電源切り換え回路と、前記バッテリのバッテリ電圧の低下を検出するバッテリ電圧検出回路との双方を併せ持つ電源切り換え機能付きバッテリ電圧検出回路であって、
前記電源切り換え回路は、
前記システム電源の出力を、順方向に配置した第１ショットキーバリアダイオードを介して内部回路への電源出力用の電源供給端子と接続し、
前記バッテリの出力を、順方向に配置した第２ショットキーバリアダイオードを介して前記電源供給端子に接続する構成とし、
前記バッテリ電圧検出回路は、
前記バッテリの出力を、あらかじめ設定された閾値電圧と比較する比較器の入力端子に接続し、
該比較器の出力端子を、前記バッテリが出力するバッテリ電圧が前記閾値電圧以下に低下したことを検出した際にその旨を示すバッテリ電圧低下検出信号を外部に出力するための電圧検出結果出力端子に接続し、
かつ、前記比較器の前記入力端子を、逆方向に配置した第３ショットキーバリアダイオードを介してアースに接続する構成とする、
ことを特徴とする。

（２）本発明による電子機器装置は、
内部回路に電源を供給するための電源回路を備えた電子機器装置において、
前記電源回路を、少なくとも、前記（１）に記載の電源切り換え機能付きバッテリ電圧検出回路を用いて構成する、
ことを特徴とする。

本発明の電源切り換え機能付きバッテリ電圧検出回路および電子機器装置によれば、主に、以下のような効果を奏することができる。

内部回路用の電源としてシステム電源とバッテリとの２つの電源を切り換えて使用する電源切り換え機能付きバッテリ電圧検出回路において、バッテリ電圧の低下を検出する比較器の入力端子を、逆方向に（すなわちカソード側を該入力端子側に）配置した第３ショットキーバリアダイオードを介してアースに接続する構成を採用している。したがって、前記システム電源が給電動作中の状態にある場合に、前記バッテリが未装着の状態になっていた場合には、前記比較器においてバッテリ電圧が略０Ｖになっていることを安定して確実に検出することができるので、該バッテリの交換や装着を促す警告を使用者に対して確実に通知することができる。

本発明に係る電子機器装置に搭載する電源切り換え機能付きバッテリ電圧検出回路のブロック構成の一例を示すブロック構成図である。 本発明の一実施形態として図１に示した電源切り換え機能付きバッテリ電圧検出回路の具体的な回路構成の一例を示す回路図である。 現状の電源切り換え機能付きバッテリ電圧検出回路の具体的な回路構成を示す回路図である。 一般的なショットキーバリアダイオードに逆方向に流れる逆方向電流の温度特性の一例を示す特性図である。

以下、本発明による電源切り換え機能付きバッテリ電圧検出回路および電子機器装置の好適な実施形態について添付図を参照して説明する。なお、以下の各図面に付した図面参照符号は、理解を助けるための一例として各要素に便宜上付記したものであり、本発明を図示の態様に限定することを意図するものではないことは言うまでもない。

（本発明の特徴）
本発明の実施形態の説明に先立って、本発明の特徴についてその概要をまず説明する。本発明は、通常時はＡＣ/ＤＣ電源で動作する電子機器装置において、停電や電源停止状態が発生した場合であっても、システム設定データ等の重要なデータを保存しているＳＲＡＭや計時動作を行うリアルタイムクロックＩＣを連続して動作させるために、システム電源（例えば３．３Ｖ）とバッテリ電源（例えば３Ｖ）との２つの電源を切り換える機能を有し、かつ、バッテリ電源の電圧低下を検出する機能を有する電源切り換え機能付きバッテリ電圧検出回路を電子機器装置に搭載し、かつ、該電源切り換え機能付きバッテリ電圧検出回路において、温度や回路素子のばらつき要因に関わらず、安定して、バッテリ未装着状態を検出することを可能にすることを、主要な特徴としている。

より具体的には、本発明は、電源切り換え用としてショットキーバリアダイオードを用いて構成される図３に示した現状の切り換え機能付きバッテリ電圧検出回路に対して、バッテリ電圧検出用の回路素子として、同じ特性を有するショットキーバリアダイオードをさらに１つ追加することにより、他の動作特性に大きな影響を及ぼすことなく、切り換え機能付きバッテリ電圧検出回路において、常に安定して、バッテリ未装着の状態を検出することを可能にすることを、主要な特徴としている。

（本発明の実施形態の構成例）
次に、本発明に係る電子機器装置に搭載する電源切り換え機能付きバッテリ電圧検出回路の構成について、その一例を説明する。図１は、本発明に係る電子機器装置に搭載する電源切り換え機能付きバッテリ電圧検出回路のブロック構成の一例を示すブロック構成図である。ここで、該電源切り換え機能付きバッテリ電圧検出回路は、電子機器装置内の各内部回路に電源を供給するための電源回路として搭載されている。

図１に示す電源切り換え機能付きバッテリ電圧検出回路１００は、電源切り換え機能として、システムＡＣ／ＤＣ電源や外部電源等の外部からの電源供給により生成された３．３Ｖシステム電源１と３Ｖバッテリ２とのいずれかに切り換えて、内部回路用電源５として電子機器装置内の各内部回路（例えば、正常な継続動作が必要になるＳＲＡＭやＲＴＣ（リアルタイムクロック）等の回路）へ電源を供給する電源切り換え回路３を有している。さらに、バッテリ電圧検出機能として、３Ｖバッテリ２の電圧を監視して、あらかじめ定めた閾値電圧以下に低下した場合には、３Ｖバッテリ２の交換を促すバッテリ電圧低下検出信号６を外部に出力するバッテリ電圧検出回路４も有している。

電源切り換え回路３は、システムＡＣ／ＤＣ電源の通電時や外部電源の通電時においては、３．３Ｖシステム電源１を、内部回路用電源５として、電子機器装置内の内部回路に対して電源供給を行う。一方、システムＡＣ／ＤＣ電源の停電時や外部電源の停電時においては、３．３Ｖシステム電源１の動作が停止するので、３Ｖバッテリ２側に切り換えて、３Ｖバッテリ２の出力を、内部回路用電源５として、電子機器装置内の各内部回路に対して電源供給を行う。

また、バッテリ電圧検出回路４は、３Ｖバッテリ２が出力するバッテリ電圧があらかじめ定めた閾値電圧以下に低下したか否かを監視し、３Ｖバッテリ２の経年劣化等に伴い、該閾値電圧以下にバッテリ電圧が低下したことを検出すると、バッテリ電圧低下検出信号６を、バッテリ交換アラーム情報として、外部に出力して、当該電子機器装置の使用者に対して、３Ｖバッテリ２の交換を促す。なお、３Ｖバッテリ２が未装着の状態になっている場合には、周辺温度や部品特性のばらつきの如何によらず、バッテリ電圧検出回路４は、３Ｖバッテリ２のバッテリ電圧を略０Ｖに安定して設定することにより、バッテリ電圧低下検出信号６を外部に出力して、当該電子機器装置の使用者に対して、３Ｖバッテリ２の交換（装着）を促す。

（電源切り換え機能付きバッテリ電圧検出回路１００の具体的な回路構成例）
次に、本発明の一実施形態として図１に示した電源切り換え機能付きバッテリ電圧検出回路１００の具体的な回路構成について、その一例を、図２を用いて説明する。図２は、本発明の一実施形態として図１に示した電源切り換え機能付きバッテリ電圧検出回路１００の具体的な回路構成の一例を示す回路図である。図２に示す電源切り換え機能付きバッテリ電圧検出回路１００は、現状の回路構成として図３に示した電源切り換え機能付きバッテリ電圧検出回路１００Ａを基にして、３Ｖバッテリ２のバッテリ未装着状態を確実に検出することを可能にする具体的な回路構成について、その一例を示している。

さらに説明すると、図２に示す電源切り換え機能付きバッテリ電圧検出回路１００は、図３に示した電源切り換え機能付きバッテリ電圧検出回路１００Ａの回路構成に対して、バッテリ電圧検出回路４内に、第３ショットキーバリアダイオード４９を追加した構成としている。そして、第３ショットキーバリアダイオード４９を、コンデンサ４３と並列になるように、オペアンプ４４の２つの入力端子のうちバッテリ電圧を入力する端子である一方の入力端子とＧＮＤ（Ｇｒｏｕｎｄ:アース）との間、言い換えると、第２ショットキーバリアダイオード３２とコンデンサ４３との接続部とＧＮＤとの間に、ＧＮＤ側をアノード側にして配置した構成としている。

つまり、かかる第３ショットキーバリアダイオード４９を組み込むことにより、３Ｖバッテリ２が未装着の場合に、３．３Ｖシステム電源１から電源切り換え回路３内の第２ショットキーバリアダイオード３２を経由して流れ込む逆方向電流２１の殆どを、第３ショットキーバリアダイオード４９に逆方向電流２３として流すことになる。その結果として、逆方向電流２１によりコンデンサ４３にチャージアップされることを抑えるとともに、オペアンプ４４の前記一方の入力端子（例えば−側入力端子：反転入力端子）の電圧値を略０Ｖに維持する構成にすることができる。なお、第３ショットキーバリアダイオード４９と第２ショットキーバリアダイオード３２との間の逆方向電流特性のばらつきを極力抑えるために、第３ショットキーバリアダイオード４９と第２ショットキーバリアダイオード３２とを逆方向電流特性が略等しい部品を選別して使用するか、あるいは、第３ショットキーバリアダイオード４９と第２ショットキーバリアダイオード３２とを同一ロット（同じ部品）の部品とすることが望ましい。

さらに、図２の電源切り換え機能付きバッテリ電圧検出回路１００の回路構成を説明すると、次の通りである。電源切り換え機能付きバッテリ電圧検出回路１００は、図１にて前述したように、現状の技術として図３に示した場合と同様に、３．３Ｖシステム電源１と３Ｖバッテリ２とを有し、バッテリ電源切り換え機能を実現する電源切り換え回路３とバッテリ電圧検出機能を実現するバッテリ電圧検出回路４とを併せ持っている。

そして、電源切り換え回路３は、図３に示した場合と同様に、第１ショットキーバリアダイオード３１、第２ショットキーバリアダイオード３２により構成される。また、バッテリ電圧検出回路４は、図３に示した場合と同様に、抵抗４１、抵抗４２と、コンデンサ４３と、オペアンプ４４と、抵抗４５、抵抗４６、抵抗４７と、３．３Ｖシステム電源４８とを有する他に、さらに、本発明に特有の部品として第３ショットキーバリアダイオード４９をさらに追加した構成になっている。

電源切り換え回路３において、第１ショットキーバリアダイオード３１は、アノード側に３．３Ｖシステム電源１を接続し、カソード側には内部回路用電源５として電気機器装置内の各回路部へ電源供給を行う電源供給端子７を接続する。また、第２ショットキーバリアダイオード３２は、アノード側には、３Ｖバッテリ２を接続するためにバッテリ側接続部８を接続し、カソード側には第１ショットキーバリアダイオード３１のカソード側と同様、電源供給端子７を接続する。なお、バッテリ側接続部８は、バッテリ電圧検出回路４のバッテリ電源供給部９と接続されていて、該バッテリ電源供給部９は、バッテリ電圧検出回路４内において、抵抗４１を介して３Ｖバッテリ２に接続される。

言い換えると、電源切り換え回路３においては、システム電源すなわち３．３Ｖシステム電源１の出力を、順方向に（すなわちアノード側を３．３Ｖシステム電源１側に）配置した第１ショットキーバリアダイオード３１を介して内部回路への電源出力用の電源供給端子７と接続し、一方、バッテリすなわち３Ｖバッテリ２の出力を、順方向に配置した第２ショットキーバリアダイオード３２を介して電源供給端子７に接続する構成としている。

次に、バッテリ電圧検出回路４において、抵抗４１の一方の端子には、３Ｖバッテリ２が接続され、他方の端子は、バッテリ電源供給用として、電源切り換え回路３のバッテリ電源供給部９に接続されて、電源切り換え回路３のバッテリ側接続部８を介して第２ショットキーバリアダイオード３２のアノード側に接続されると同時に、バッテリ電圧検出用として、オペアンプ４４の一方の入力端子（例えば−側入力端子）に接続される。また、抵抗４２は、バッテリ電圧等の放電用として、放電電流２２を流すために、一方の端子を３Ｖバッテリ２に接続し、他方の端子をＧＮＤに接続する。

また、コンデンサ４３は、３Ｖバッテリ２のバッテリ電圧の平滑用コンデンサであり、一方の端子を、オペアンプ４４の一方の入力端子（例えば−側入力端子）に接続すると同時に、抵抗４１の他方の端子および電源切り換え回路３のバッテリ電源供給部９にも接続される。コンデンサ４３の他方の端子はＧＮＤに接続される。

また、オペアンプ４４は、３Ｖバッテリ２のバッテリ電圧検出用比較器（コンパレータ）として使用され、一方の入力端子（例えば−側入力端子：反転入力端子）は、３Ｖバッテリ２のバッテリ電圧を入力するために、抵抗４１の他方の端子に接続され、他方の入力端子（例えば＋側入力端子）は、あらかじめ定めた閾値電圧（例えば２．４Ｖ）を示す電圧値を入力するために、抵抗４６と抵抗４７と抵抗４５との一方の端子同士の接続点に接続される。

つまり、３．３Ｖシステム電源の電圧値（３．３Ｖ）を抵抗４６と抵抗４７との抵抗値で分割した電圧値を、前記閾値電圧として、他方の入力端子（例えば＋側入力端子）に入力する。ここで、抵抗４６の他方の端子は、３．３Ｖシステム電源に接続され、抵抗４７の他方の端子はＧＮＤに接続される。また、抵抗４５は、オペアンプ４４の帰還用抵抗であり、一方の端子は、前述したように、オペアンプ４４の他方の入力端子（例えば＋側入力端子）と接続され、他方の端子はオペアンプ４４の出力端子と接続される。なお、前記閾値電圧は、内部回路の最低動作電圧よりも若干高い値に設定する。

オペアンプ４４の出力端子は、抵抗４５の他方の端子に接続されるとともに、電圧検出結果出力端子１０に接続される。そして、３Ｖバッテリ２の電圧が、前記閾値電圧以下に低下したことを検出した場合には、バッテリ電圧低下検出信号６を、電圧検出結果出力端子１０から外部に対して出力する。

最後に、バッテリ電圧検出回路４内に本実施形態に特有の素子として追加した第３ショットキーバリアダイオード４９のアノード側は、ＧＮＤに接続され、カソード側は、３Ｖバッテリ２のバッテリ電圧を入力するオペアンプ４４の一方の入力端子（例えば−側入力端子：反転入力端子）に接続される。つまり、第３ショットキーバリアダイオード４９は、コンデンサ４３と並列に接続された状態に配置されて、第３ショットキーバリアダイオード４９のカソード側は、バッテリ電源供給部９、バッテリ側接続部８を経由して第２ショットキーバリアダイオード３２のアノードにも接続される。

かかる第３ショットキーバリアダイオード４９をバッテリ電圧検出回路４内に追加した回路構成とすることにより、３Ｖバッテリ２が未装着の場合に、３．３Ｖシステム電源１から電源切り換え回路３内の第２ショットキーバリアダイオード３２に流れ込む逆方向電流２１の殆どを、第３ショットキーバリアダイオード４９に逆方向電流２３として流すことになる。したがって、逆方向電流２１によりコンデンサ４３にチャージアップされることを抑えるとともに、比較器として動作するオペアンプ４４の一方の入力端子（例えば−側入力端子：反転入力端子）に入力される電圧値を略０Ｖに維持することが可能になる。

以上のように、バッテリ電圧検出回路４においては、バッテリすなわち３Ｖバッテリ２の出力を、あらかじめ設定された閾値電圧（例えば２．４Ｖ）と比較する比較器の入力端子すなわちオペアンプ４４の一方の入力端子（−側入力端子）に接続し、該比較器すなわちオペアンプ４４の出力端子を、バッテリすなわち３Ｖバッテリ２が出力するバッテリ電圧が前記閾値電圧以下に低下したことを検出した際にその旨を示すバッテリ電圧低下検出信号６を外部に出力するための電圧検出結果出力端子１０に接続している。

さらに、前記比較器の前記入力端子すなわちオペアンプ４４の一方の入力端子（−側入力端子）を、逆方向に（すなわちカソード側を該入力端子側に）配置した第３ショットキーバリアダイオード４９を介してアースに接続する構成にしている。また、かかる構成において、図２に示すように、平滑用のコンデンサ４３を前記比較器の前記入力端子すなわちオペアンプ４４の一方の入力端子（−側入力端子）とアースとの間に接続することにしている。

なお、第３ショットキーバリアダイオード４９と第２ショットキーバリアダイオード３２との逆電流特性のばらつきを極力抑えるために、前述したように、第３ショットキーバリアダイオード４９は、第２ショットキーバリアダイオード３２と同一ロット（同じ部品）であることが望ましい。また、３Ｖバッテリ２が未装着状態において、第２ショットキーバリアダイオード３２に流れる逆方向電流２１の殆どを逆方向電流２３として第３ショットキーバリアダイオード４９側に流れ込み易くするために、第２ショットキーバリアダイオード３２のアノード側の位置（すなわち３Ｖバッテリ２側との接続位置）と第３ショットキーバリアダイオード４９のカソード側の位置（すなわち比較器であるオペアンプ４４の一方の入力端子との接続位置）とはできるだけ近傍に配置することが望ましい。

（実施形態の動作の説明）
次に、本発明の一実施形態として図２に示した電源切り換え機能付きバッテリ電圧検出回路１００の動作に関して、その一例を、具体的な回路構成を参照しながら説明する。なお、前述したように、図２に示した電源切り換え機能付きバッテリ電圧検出回路１００は、基本的には、現状の技術として図３に示した電源切り換え機能付きバッテリ電圧検出回路１００Ａと同様の回路構成であり、同じ回路部分については、以下には簡潔な説明に留めることにする。

図２においても、図３の場合と同様、電子機器装置の電源として、システムＡＣ／ＤＣ電源や外部電源等の外部からの電源供給により生成される３．３Ｖシステム電源１と３Ｖバッテリ２との２つの電源があり、３．３Ｖシステム電源１の電圧値の方が３Ｖバッテリ２の電圧値よりも若干高くなるように構成されている。

したがって、システムＡＣ／ＤＣ電源や外部電源の通電時には、電源切り換え回路３内において、３．３Ｖシステム電源１からの電源電流が第１ショットキーバリアダイオード３１を経由して電源供給端子７側に流れるが、３Ｖバッテリ２からの電流は第２ショットキーバリアダイオード３２により抑止されて電源供給端子７側には殆ど流れない。つまり、かかる通電時においては、３．３Ｖシステム電源１が、第１ショットキーバリアダイオード３１を経由して、電子機器装置内の内部回路用電源５として、電源供給端子７から出力される。

一方、システムＡＣ／ＤＣ電源や外部電源の停止時には、図３の場合と同様、３．３Ｖシステム電源１の動作は停止するので、３Ｖバッテリ２から、抵抗４１および電源切り換え回路３内の第２ショットキーバリアダイオード３２を経由して、電子機器装置内の内部回路用電源５として、電源供給端子７から出力される。すなわち、電源切り換え回路３は、システムＡＣ／ＤＣ電源や外部電源の停止時には、内部回路用電源５を、３．３Ｖシステム電源１から３Ｖバッテリ２に切り換え、システムＡＣ／ＤＣ電源や外部電源が通電状態に復帰すると、内部回路用電源５を、３Ｖバッテリ２から３．３Ｖシステム電源１に切り戻す。

ここで、３Ｖバッテリ２の経年劣化等による電圧の低下や３Ｖバッテリ２の未装着状態によるバッテリ出力停止の発生は、図３の場合と同様、バッテリ電圧検出回路４内のオペアンプ４４において常時監視している。つまり、オペアンプ４４において、３Ｖバッテリ２が出力するバッテリ電圧を、あらかじめ設定された閾値電圧（３．３Ｖシステム電源４８と抵抗４６、抵抗４７および抵抗４５とによって設定された電圧値例えば２．４Ｖ）と常時比較している。

その比較結果として、該閾値電圧以下に低下した場合には、電圧検出結果出力端子１０から、バッテリ電圧低下検出信号６を出力して、電子機器装置の利用者に対して、３Ｖバッテリ２の交換や装着を促す。前記閾値電圧は、図３の場合と同様、給電先の内部回路が動作することが可能な最低動作電源電圧値よりも若干大きい電圧値に設定することが望ましい。

なお、システムＡＣ／ＤＣ電源や外部電源が通電時であって、３．３Ｖシステム電源１から内部回路に対して給電動作が行われている状態にある時に、３Ｖバッテリ２がバッテリソケットに装着されていない状態（すなわち３Ｖバッテリ２が未装着状態）であった場合には、図３の場合と同様、３．３Ｖシステム電源１からの電源電流が、電源供給端子７に流れて内部回路用電源５として出力されると同時に、電源切り換え回路３内の第２ショットキーバリアダイオード３２にも逆方向電流２１として流れて、バッテリ側接続部８、バッテリ電源供給部９を経由してバッテリ電圧検出回路４内に流入してくる。

かかる事態に対応するために、図２に示す本実施形態の場合、図３の場合とは異なり、前述したように、バッテリ電圧検出回路４内には、第３ショットキーバリアダイオード４９が、カソード側をバッテリ電源供給部９に接続し、アノード側をＧＮＤに接続した状態で、コンデンサ４３と並列に接続されている。ここで、第３ショットキーバリアダイオード４９は、少なくとも、第２ショットキーバリアダイオード３２の逆方向電流特性と略同等の特性を有する部品を選別することにしている。あるいは、前述したように、第３ショットキーバリアダイオード４９は、第２ショットキーバリアダイオード３２と逆方向特性を含め各種の特性が略同一になる第２ショットキーバリアダイオード３２と同一ロットの部品であることが望ましい。

かかる第３ショットキーバリアダイオード４９を用いることにより、図２に示す回路構成においては、電源切り換え回路３内の第２ショットキーバリアダイオード３２からバッテリ電源供給部９を経由してバッテリ電圧検出回路４内に流入してきた逆方向電流２１の殆ど全てが、第３ショットキーバリアダイオード４９に逆方向電流２３として流れて、コンデンサ４３のチャージに使用されることなく、ＧＮＤにバイパスして流れ出すことになる。したがって、バッテリ電源供給部９に接続されている第３ショットキーバリアダイオード４９のカソード側の電圧も略０Ｖになる。なお、第２ショットキーバリアダイオード３２からの逆方向電流を第３ショットキーバリアダイオード４９側に流し込み易くするために、第２ショットキーバリアダイオード３２のアノード側と第３ショットキーバリアダイオード４９のカソード側との物理的な位置関係も、可及的に近接させるように配置することが望ましい。

ここで、第３ショットキーバリアダイオード４９のカソード側は、前述したように、オペアンプ４４の一方の入力端子（例えば−側入力端子：反転入力端子）すなわち３Ｖバッテリ２のバッテリ電圧を入力する入力端子と接続されている。したがって、３Ｖバッテリ２が未装着状態において、電源切り換え回路３内の第２ショットキーバリアダイオード３２から逆方向電流２１が流入してきた場合には、オペアンプ４４の一方の入力端子（例えば−側入力端子：反転入力端子）の電圧値すなわち３Ｖバッテリ２のバッテリ電圧を入力する入力端子の電圧値も、略０Ｖになる。

この結果、オペアンプ４４は、あらかじめ設定した閾値電圧（例えば２．４Ｖ）以下に３Ｖバッテリ２のバッテリ電圧が低下したことを示すバッテリ電圧低下検出信号６を、電圧検出結果出力端子１０から外部に対して出力して、電子機器装置の使用者に通知することになる。

以上のように、図２に示す本実施形態の電源切り換え機能付きバッテリ電圧検出回路１００においては、現状の技術として図３に示した電源切り換え機能付きバッテリ電圧検出回路１００Ａとは異なり、システムＡＣ／ＤＣ電源や外部電源の通電時において３Ｖバッテリ２が装着されていない場合の誤動作を確実に回避し、３Ｖバッテリ２の未装着状態においては、オペアンプ４４の一方の入力端子（例えば−側入力端子：反転入力端子）に入力される３Ｖバッテリ２のバッテリ電圧を略０Ｖに安定して設定することができる。つまり、システムＡＣ／ＤＣ電源や外部電源が通電時に３Ｖバッテリ２が未装着であった場合には、前述したように、比較器であるオペアンプ４４のバッテリ電圧の入力端子（３Ｖバッテリ２のバッテリ電圧を入力する入力端子）には、常に略０Ｖが入力される状態が維持される。

したがって、３Ｖバッテリ２の未装着状態を安定して検出することができ、バッテリ電圧低下検出信号６として出力して、電子機器装置の使用者に３Ｖバッテリ２の装着（交換）を促すことができる。その結果、電子機器装置の使用者は、バッテリ電圧低下検出信号６に基づいて、３Ｖバッテリ２の交換を行おうとする際に、３Ｖバッテリ２が未装着状態にあったことに気付いて、３Ｖバッテリ２を装着することになる。

なお、電源切り換え機能付きバッテリ電圧検出回路１００において通常使用されるショットキーバリアダイオード（第１ショットキーバリアダイオード３１、第２ショットキーバリアダイオード３２、第３ショットキーバリアダイオード４９等）に関しては、通常、順方向の電圧降下が低く、かつ、逆方向電流特性の温度依存性が少なく、その他の各種特性のばらつきが少ないショットキーバリアダイオードを選別して用いる。しかし、図２に示した回路構成を採用し、第２ショットキーバリアダイオード３２と第３ショットキーバリアダイオード４９との逆方向電流に関する特性が略同一の部品を使用すれば、逆方向電流特性の温度依存性や各種特性のばらつきが極端に少ない部品を選別して用いなくても、バッテリ電圧検出回路４において、周囲の温度変化の如何によらず、３Ｖバッテリ２の未装着状態を安定して判別することができる。

（本実施形態の効果の説明）
以上に詳細に説明したように、本実施形態においては、次のような効果が得られる。

システムＡＣ／ＤＣ電源や外部電源が通電中であって３．３Ｖシステム電源１が給電動作中の状態にある場合に、３Ｖバッテリ２が未装着になっている場合には、３Ｖバッテリ２が出力するバッテリ電圧が略０Ｖになっていることを安定して確実に検出することができるので、電子機器装置の使用者に対して、３Ｖバッテリ２の交換や装着を促す警告を確実に通知することができる。

また、電源切り換え機能付きバッテリ電圧検出回路１００に使用されるショットキーバリアダイオードに関しても、第２ショットキーバリアダイオード３２と第３ショットキーバリアダイオード４９との逆方向電流に関する特性が略同一であれば、逆方向電流特性の温度依存性や各種の特性のばらつきが極端に少ない部品を選別して用いる必要はない。

以上、本発明の好適な実施形態の構成を説明した。しかし、かかる実施形態は、本発明の単なる例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではないことに留意されたい。本発明の要旨を逸脱することなく、特定用途に応じて種々の変形変更が可能であることが、当業者には容易に理解できよう。

１ ３．３Ｖシステム電源
２ ３Ｖバッテリ
３ 電源切り換え回路
４ バッテリ電圧検出回路
５ 内部回路用電源
５Ａ ＳＲＡＭ・ＲＴＣ用電源
６ バッテリ電圧低下検出信号
７ 電源供給端子
８ バッテリ側接続部
９ バッテリ電源供給部
１０ 電圧検出結果出力端子
２１ 逆方向電流
２２ 放電電流
２３ 逆方向電流
３１ 第１ショットキーバリアダイオード
３２ 第２ショットキーバリアダイオード
４１ 抵抗
４２ 抵抗
４３ コンデンサ
４４ オペアンプ
４５ 抵抗
４６ 抵抗
４７ 抵抗
４８ ３．３Ｖシステム電源
４９ 第３ショットキーバリアダイオード
１００ 電源切り換え機能付きバッテリ電圧検出回路
１００Ａ 電源切り換え機能付きバッテリ電圧検出回路

Claims (7)

1. 外部からの電源供給により生成したシステム電源とバッテリとの２つの電源を切り換えて内部回路用の電源として供給する電源切り換え回路と、前記バッテリのバッテリ電圧の低下を検出するバッテリ電圧検出回路との双方を併せ持つ電源切り換え機能付きバッテリ電圧検出回路であって、
   前記電源切り換え回路は、
   前記システム電源の出力を、順方向に配置した第１ショットキーバリアダイオードを介して内部回路への電源出力用の電源供給端子と接続し、
   前記バッテリの出力を、順方向に配置した第２ショットキーバリアダイオードを介して前記電源供給端子に接続する構成とし、
   前記バッテリ電圧検出回路は、
   前記バッテリの出力を、あらかじめ設定された閾値電圧と比較する比較器の入力端子に接続し、
   該比較器の出力端子を、前記バッテリが出力するバッテリ電圧が前記閾値電圧以下に低下したことを検出した際にその旨を示すバッテリ電圧低下検出信号を外部に出力するための電圧検出結果出力端子に接続し、
   かつ、前記比較器の前記入力端子を、逆方向に配置した第３ショットキーバリアダイオードを介してアースに接続する構成とする、
   ことを特徴とする電源切り換え機能付きバッテリ電圧検出回路。
2. 前記第２ショットキーバリアダイオードと前記第３ショットキーバリアダイオードとの双方は、同一ロットの部品か、または、逆方向電流特性が略同じ特性の部品を用いる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電源切り換え機能付きバッテリ電圧検出回路。
3. 前記第２ショットキーバリアダイオードの前記バッテリ側との接続位置と前記第３ショットキーバリアダイオードの前記比較器の前記入力端子との接続位置を近接させて配置する、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の電源切り換え機能付きバッテリ電圧検出回路。
4. 前記比較器の前記入力端子とアースとの間に平滑用のコンデンサをさらに接続する、
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の電源切り換え機能付きバッテリ電圧検出回路。
5. 前記システム電源が出力する電圧は、前記バッテリが出力する前記バッテリ電圧よりも高い値に設定する、
   ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の電源切り換え機能付きバッテリ電圧検出回路。
6. 前記閾値電圧は、前記内部回路の最低動作電圧よりも高い値に設定する、
   ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の電源切り換え機能付きバッテリ電圧検出回路。
7. 内部回路に電源を供給するための電源回路を備えた電子機器装置において、
   前記電源回路を、請求項１ないし６のいずれかに記載の電源切り換え機能付きバッテリ電圧検出回路を用いて構成する、
   ことを特徴とする電子機器装置。

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