JP6806987B2

JP6806987B2 - 電源スイッチ回路

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Publication number: JP6806987B2
Application number: JP2016130275A
Authority: JP
Inventors: 良男関山
Original assignee: Icom Inc
Current assignee: Icom Inc
Priority date: 2016-06-30
Filing date: 2016-06-30
Publication date: 2021-01-06
Anticipated expiration: 2036-06-30
Also published as: JP2018007388A

Description

本発明は、無線通信装置などに用いられるノンロック式の電源スイッチ回路、特に電池交換などを行った後、自動的に電源オン状態に復旧する電源スイッチ回路に関する。

特許文献１には、ノンロック式の電源スイッチ回路を備えた従来の無線通信装置が開示されている。図４は、この無線通信装置のノンロック式の電源スイッチ回路のブロック構成を示す。図中、実線は電源ラインを表し、破線は駆動信号やオン検出信号などの信号ラインを表す。この電源スイッチ回路１００は、ノンロック式の電源スイッチ１１０、例えば半導体スイッチ素子で構成されたリレー回路１１１、オン検出回路１１２、マイクロプロセッサなどで構成された電源制御回路１１３、制御回路に駆動電力を供給するための第１電源回路１１４、無線通信装置のディスプレイなどの主回路１２０へ駆動電力を供給するための第２電源回路１１９などで構成されている。

このノンロック式の電源スイッチ１１０は、ユーザーが操作ボタンに押圧力を加えている間だけ接点が導通してオン状態となり、押圧力が解除されると接点が離反してオフ状態になる、例えばタクトスイッチなどのスイッチであり、無線通信装置の筐体に設けられている。電源スイッチ１１０は、電池１１５と第１電源回路１１４との間にダイオード１１６を介して接続されており、電源スイッチ１１０のオン状態のときにのみ、電池１１５から第１電源回路１１４を介して電源制御回路１１３へ給電される。また、ダイオード１１６は、電源スイッチ１１０のオン・オフに連動して電位が変化するように、オン検出回路１１２を挟んで電源制御回路１１３側に配置されている。それによって、電源スイッチ１１０がオフする際に、リレー回路１１１の出力電圧はオン検出回路１１２には印加されず、誤検出を防止することができる。

オン検出回路１１２は、電源スイッチ１１０の開閉状態を検出するものであり、ダイオード１１６のアノード側の電位を検出して電源制御回路１１３に出力する。電源スイッチ１１０の操作ボタンに押圧力を加えられ、接点が導通してオン状態となると、オン検出回路１１２に電池１１５の電圧が印加され、電圧検出点の電位が変化する。同時に、電池１１５から電源スイッチ１１０及びダイオード１１６を介して第１電源回路１１４に電流が流れ、電源制御回路１１３に駆動電力が供給される。

リレー回路１１１は、例えばＦＥＴ（電界効果トランジスタ）などの半導体スイッチで構成されており、ＦＥＴのゲート端子が電源制御回路１１３に接続されている。オン検出回路１１２から電源制御回路１１３に電源スイッチ１１０のオン検出信号が入力されると、電源制御回路１１３から駆動信号が出力され、リレー回路１１１の半導体スイッチ素子が導通し、リレー回路１１１がオン状態となり、電池１１５と第１電源回路１１４が接続される。リレー回路１１１がオン状態になった後は、電源スイッチ１１０の操作ボタンの押圧力が解除されても、電池１１５から電源制御回路１１３に駆動電力が供給され続け、電源スイッチ回路１００がオフされることはない。その反面、ユーザーは、リレー回路１１１が導通するまで、一定時間電源スイッチ１１０の操作ボタンの操作ボタンを押し続けなければならない。

電源制御回路１１３は、内蔵ＲＯＭ、タイマー、割込みなどの各種入出力を有しており、この電源スイッチ回路１００の制御手段として機能し、上記のようにオン検出回路１１２から電源スイッチ１１０のオン検出信号が入力されたときにゲート駆動信号が出力してリレー回路１１１を導通させると共に、無線通信装置のディスプレイなどの主回路１２０への電源供給や表示信号の出力などを行う。

第１電源回路１１４は、例えば三端子レギュレータなどの安定化電源である。電池１１５の電圧は電源制御回路１１３の駆動電圧よりも高く、また、電池１１５の消耗の度合いに応じて徐々に電圧が低下する。そのため、電池１１５と電源制御回路１１３との間に第１電源回路１１４を設けて、電源制御回路１１３の安定した動作を確保している。なお、電池１１５は、例えば乾電池や充電可能な二次電池であり、無線通信装置から取り外し可能である。また、一般的には、ディスプレイなどの主回路１２０の駆動電圧は電源制御回路１１３の駆動電圧よりも高いので、出力電圧の異なる第２電源回路１１９が電池１１５と主回路１２０の間に設けられている。

ところで、無線通信装置の使用中に電池１１５の電圧が低下し、電池１１５を交換のために取り外したり、ユーザーが無線通信装置を誤って落下させ、電池１１５が無線通信装置から外れてしまった場合、リレー回路１１１がオフ状態になってしまうため、新たに又は再度電池１１５を無線通信装置に装着したときは、改めて電源スイッチ１１０の操作ボタンに押圧力を加えて、上記の電源オン操作を行わなければならなかった。また、無線通信装置の生産ラインなどにおいても、工程が変わり、電池アダプターを装着するたびに、電源制御回路１１３を起動させるために、電源スイッチ１１０の操作ボタンを一定時間押し続けなければならず、作業性を低下させる要因となっていた。

特許文献２には、無線通信中に、電池交換のために無線通信装置から電池を取り外したあと、新たな電池を装着した後すぐに通信の再開を可能にするために、無線通信装置に別の電源でバックアップされた揮発性メモリー又は不揮発性メモリー及びタイマーを設けておき、無線通信装置から電池を取り外す前に情報記憶ボタンを操作すると、そのときの通信チャンネルなどの情報が記憶される、自動車などの移動体用の無線通信装置が開示されている。タイマーでカウントされる時間内に新たな電池が装着されると、メモリーに記憶された情報に基づいて、無線通信が再開される。しかしながら、電池の交換のたびに情報記憶ボタンを操作するのは煩わしく、また、電池交換の頻度はそれほど高くないので、情報記憶ボタンの操作を忘れて電池を取り外してしまう可能性が高く、あまり実用的ではない。また、情報記憶ボタンの操作を忘れて電池を取り外してしまうと、通話チャンネルなどの情報が記憶されていないため、改めて通信チャンネルの設定などをしなければならなかった。

特開２００８−１１６９０号公報特開平２−５６１２５号公報

本発明は、上記従来例の問題を解決するためになされたものであり、ノンロック式の電源スイッチ回路を備えた無線通信装置などの電子機器において、電源スイッチ回路がオンの状態で電子機器本体から電池を取り外した後、電池を電子機器本体に再装着したときに、改めて電源スイッチを操作することなく自動的にオンの状態に復旧する電源スイッチ回路を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明に係る電源スイッチ回路は、電池を電源とする電子機器に使用され、
操作ボタンに押圧力が加えられている間だけオン状態となるノンロック式の電源スイッチと、
前記電源スイッチがオン状態になったときに、所定のオン検出信号を出力するオン検出回路と、
所定の駆動信号が入力されている間だけオン状態になるリレー回路と、
前記オン検出回路から前記オン検出信号が入力されると、前記電源スイッチがオフ状態になった後も前記電源スイッチ回路のオン状態を維持させるために、前記リレー回路に前記所定の駆動信号を出力する電源制御回路と、
前記電池の電圧から電池の装着状態を検出する電池検出回路と、
前記電源制御回路に接続され、前記オン検出信号に対応する所定のオン情報を少なくとも一定時間記憶するメモリーと、
前記電源制御回路に駆動電力を供給する第１電源回路と、
前記電子機器の主回路に前記第１電源回路の駆動電力の電圧よりも高い電圧の駆動電力を供給する第２電源回路と、を備え、
前記電池検出回路は、前記電池の電圧を検出し、該電圧と前記第２電源回路の駆動電力の電圧よりも高い電圧である所定の閾値とを比較して、前記電池の電圧が前記閾値以上のときに所定の電圧情報信号を出力する電圧検出回路と、前記電池の電圧が入力されたときに復旧信号を出力する復旧信号発生回路と、前記復旧信号が出力されている間、前記リレー回路をオン状態にする信号を出力するオン復旧回路とを備え、
前記電池が前記電子機器から取り外され、前記リレー回路がオフ状態になった後、前記電池又は別の電池が前記電子機器に装着されたときに、前記復旧信号発生回路は、一定時間だけ復旧信号を前記オン復旧回路に出力し、前記オン復旧回路は、前記復旧信号が入力されている間、前記所定の駆動信号を前記リレー回路に出力して、前記リレー回路を一定時間だけオン状態にし、
前記電源制御回路は、前記リレー回路がオン状態となり、前記電池から駆動電力が供給されて再起動すると、前記所定の駆動信号を出力して前記リレー回路のオン状態を維持し、さらに、前記メモリーに前記オン情報が記憶されているか否かを判断すると共に、前記電圧検出回路から前記所定の電圧情報信号が出力されているか否かを判断し、
前記オン情報が記憶されており、なおかつ前記電圧検出回路から所定の電圧情報信号が出力されているときは、前記電源制御回路が、前記所定の駆動信号の出力を継続して前記リレー回路のオン状態を維持し、前記オン情報が記憶されていない、または前記電圧検出回路から所定の電圧情報信号が出力されていないときは、前記所定の駆動信号の出力を停止して、前記リレー回路をオフ状態にすることを特徴とする。

または、前記リレー回路と前記電源制御回路の間に接続され、前記電源制御回路に駆動電力を供給する第１電源回路をさらに備え、前記リレー回路は、前記電池と前記第１電源回路の間に接続され、前記電源スイッチと前記オン検出回路の直列回路は、前記電池に対して前記リレー回路と並列に接続されているように構成してもよい。

また、前記電源スイッチが一定時間以上操作され続け、前記電源制御回路が前記駆動信号の出力を停止し、前記リレー回路が正常に非導通にされるときに、前記メモリーから前記オン情報を消去するように構成してもよい。

また、前記電源制御回路は、前記メモリーに前記オン情報が記憶されていないときは、前記リレー回路が再導通した後、非導通にするまでの間、前記電子機器の主回路に電力を供給しないように構成してもよい。

上記構成によれば、電源スイッチ回路がオン状態のときに、電子機器から電池が取り外され、電池が再装着されたとすると、電池検出回路に電池の電圧が印加されるので電池の再装着を検出することができ、それに応じて所定の駆動信号をリレー回路に入力して、リレー回路を一定時間だけオン状態にする。リレー回路がオンすると、電源制御回路に駆動電力が入力され、電源制御回路が再起動される。再起動された電源制御回路は、リレー回路のオン状態を維持するために駆動信号を出力すると共に、メモリーにアクセスしてオン情報が記憶されているか否かを判断し、オン情報が記憶されているときは、所定の駆動信号の出力を継続してリレー回路のオン状態を維持する。そのため、ユーザーが改めて電源スイッチを操作することなく、電源スイッチ回路がオン状態に回復し、速やかに電子機器の使用を再開することができる。また、メモリーにオン情報が記憶されていないときは、電子機器の動作が正常に終了していると考えられるので、電源制御回路は、所定の駆動信号の出力を停止して、リレー回路をオフ状態にする。そのため、電池を装着することによってマイクロプロセッサが起動したことをユーザーに気づかせることなく、電源スイッチ回路をオフすることができる。

本発明の一実施形態に係るノンロック式の電源スイッチ回路の第１構成例を示すブロック図。本発明の一実施形態に係るノンロック式の電源スイッチ回路の第２構成例を示すブロック図。上記電源スイッチ回路の第２構成例の回路図。従来のノンロック式の電源スイッチ回路の構成を示すブロック図。

本発明の一実施形態に係るノンロック式の電源スイッチ回路は、電池を電源とする電子機器、特に携帯式の無線通信装置などに適するものであり、無線通信装置の使用中に電池の電圧が低下し、新しい電池に交換したときや、使用中に誤って無線通信装置を落下させ、電池が無線通信装置から外れたときなどにおいて、無線通信装置に電池が再装着されたときに、改めて電源スイッチの操作ボタンを操作することなく自動的にオンの状態に復旧するように構成されている。以下、図面を参照しつつ、ノンロック式の電源スイッチ回路について説明する。

（第１構成例）
図１は、図４に示す従来例をベースとして構成されたノンロック式の電源スイッチ回路１の第１構成例を示す。この電源スイッチ回路１は、無線通信装置の筐体（図示せず）に設けられた操作ボタンが押圧されている間だけ接点が導通してオン状態となり、押圧力が解除されると接点が離反してオフ状態になるタクトスイッチなどのノンロック式の電源スイッチ１０と、電源スイッチ１０並列に接続され、ＭＯＳＦＥＴなどの半導体スイッチなどで構成されたリレー回路１１と、電源スイッチ１０がオン状態になったことを検出してオン検出信号を出力するオン検出回路１２と、この電源スイッチ回路１の各種の動作を制御するマイクロプロセッサなどで構成された広義の電源制御回路１３と、リレー回路１１と電源制御回路１３の間に接続され、電源制御回路１３に駆動電力を供給する第１電源回路１４と、電池１５に接続され、電池１５の電圧から電池１５が装着されていることを検出する広義の電池検出回路１７と、ディスプレイなど無線通信装置の主回路２０に駆動電力を供給するための第２電源回路１９と、電源制御回路１３に接続され、オン検出信号に対応する所定のオン情報を少なくとも一定時間記憶する、例えば不揮発性のメモリー２１などで構成されている。リレー回路１１は、電池１５と第１電源回路１４の間に接続され、電源スイッチ１０は、ダイオード１６を介して電池１５と第１電源回路１４の間にリレー回路１１と並列に接続されている。

電源スイッチ１０がオン状態になると、電池１５からダイオード１６を介して第１電源回路１４に電流が流れ、第１電源回路１４から駆動電力が電源制御回路１３に供給され、電源制御回路１３が起動する。これと並行して、オン検出回路１２から電源制御回路１３にオン検出信号が入力されるので、電源制御回路１３は、メモリー２１にオン情報を記憶させると共に、リレー回路１１を導通させてオン状態を維持させるために、所定の駆動信号を出力する。駆動信号が出力されると、リレー回路１１がオン状態になり、電源スイッチ１０の操作ボタンから押圧力が解除され、電源スイッチ１０がオフ状態になっても、この電源スイッチ回路１のオン状態は維持され、第２電源回路１９から無線通信装置の主回路２０に駆動電力を供給することが可能となる。

一方、電源スイッチ回路１のオン状態から、無線通信装置から電池１５が取り外されると、電力の供給が停止されるので、電源制御回路１３をはじめとする全ての機能が停止する。次に、無線通信装置に電池１５が再装着されると、電池検出回路１７に電池１５の電圧が印加され、駆動電力が供給されるので、電池検出回路１７は、リレー回路１１に対して所定の駆動信号を一定時間出力する。それによって、リレー回路１１がオン状態に復旧し、電源制御回路１３が再起動する。これと並行して、電池検出回路１７から電源制御回路１３に電池が装着されたことを示す電池検出信号が入力される。電源制御回路１３は、電池検出信号が入力されると、リレー回路１１のオン状態を維持するために所定の駆動信号を出力すると共に、メモリー２１にアクセスしてオン情報が記憶されているか否かを判断する。メモリー２１にオン情報が記憶されているときは、無線通信装置の使用中に電池１５の電圧が低下したか、あるいは、ユーザーが誤って無線通信装置を落下させ、電池が外れてしまったことが考えられる。そのため、電源制御回路１３は、引き続きリレー回路１１のオン状態を維持するため、所定のオン維持信号の出力を続ける。一方、ノンロック式の電源スイッチ回路１のオフ状態で、無線通信装置から電池１５が取り外されると、メモリー２１にオン情報が記憶されていないので、電源制御回路１３は、リレー回路１１をオフ状態にするため、所定の駆動信号の出力を停止する。

このような構成により、電源スイッチ回路１がオンの状態で無線通信装置から電池１５を取り外したあと、電池１５を再装着したときに、改めて電源スイッチ１０の操作ボタンを操作することなく自動的に電源スイッチ回路１をオン状態に復旧させることができ、また、無線通信装置が正常にオフされていたときは、例えばディスプレイなどの主回路を作動させないので、ユーザーには電源制御回路１３が一時的に再起動したことを気づかせることはなく、きわめて自然に電池の交換などを行うことができる。

（第２構成例）
ところで、図１を参照した第１構成例において、広義の電源制御回路１３及び広義の電池検出回路１７から直接所定の駆動信号をリレー回路１１に出力するように説明したが、マイクロプロセッサなどの制御素子に対して入出力される信号の電圧及び電流のレベルと、ＭＯＳＦＥＴなどの電力用半導体スイッチ素子を駆動するためのゲート駆動信号などの電圧及び電流のレベルとは異なるため、上記所定の駆動信号を出力するために、広義の電源制御回路１３及び広義の電池検出回路１７は、リレー回路１１に駆動信号を入力するためのトランジスタなどで構成されたスイッチ回路を備えている。

図２及び図３は、電源スイッチ回路１の第２構成例を示す。図２は、第２構成例ブロック図であり、図３はその回路図である。この第２構成例では、電源スイッチ１０の一端が、抵抗１２Ａ及び１２Ｂやダイオード１２Ｃなどで構成されたオン検出回路１２を介して電池１５に接続されており、他端がグランドに接続されている。また、オン検出回路１２の電圧検出点はダイオード１２Ｄを介してマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）２２に接続されている。マイクロプロセッサ２２は、内蔵ＲＯＭ、タイマー、割込みなどの各種入出力を有しており、この電源スイッチ回路１の制御手段として機能する。また、電源制御回路１３はマイクロプロセッサ２２と、半導体スイッチ素子２３Ａなどで構成され、マイクロプロセッサ２２から出力されるオン維持信号に応じて、リレー回路１１の半導体スイッチ素子１１Ａに所定の駆動信号を出力するオン維持回路２３を備えている。さらに、電池検出回路１７は、電池１５の電圧を検出する電圧検出回路２４と、例えば微分回路によって構成され、電池１５からの電力によって、例えば１ショットのパルス信号を復旧信号として出力する復旧信号発生回路２５と、半導体スイッチ素子２６Ａなどで構成され、復旧信号発生回路２５から出力される復旧信号に応じて、リレー回路１１の半導体スイッチ素子１１Ａに所定の駆動信号を出力するオン復旧回路２６を備えている。その他の構成は第１構成例の場合と同様である。

電池１５は、例えば乾電池や二次電池であり、無線通信装置の筐体内部に装着されている。リレー回路１１は、図３に示すように例えばＭＯＳＦＥＴなどの半導体スイッチ素子１１Ａを備えており、半導体スイッチ素子１１Ａのゲートなどの制御端子に所定の電圧の駆動信号が入力されている間だけ導通するように構成されている。また、半導体スイッチ素子１１Ａの制御端子は、オン検出回路１２の抵抗１２Ａと１２Ｂの間に接続されている。第１電源回路１４は、例えば三端子レギュレータなどの定電圧素子を備えた定電圧回路であり、リレー回路１１とマイクロプロセッサ２２の間に接続され、マイクロプロセッサ２２に、第１の電圧、例えば３Ｖの駆動電力を供給する。また、第２電源回路１９は、トランジスタ１９Ａ〜１９Ｃなどで構成された定電圧電源回路であり、リレー回路１１と主回路２０の間に接続され、主回路２０に、第２の電圧、例えば５Ｖの駆動電力を供給する。電池１５の電圧は、これら電源制御回路１３や主回路２０の駆動電力よりも高く、例えば５．２Ｖ以上に設定されている。

オン維持回路２３は、例えばバイポーラトランジスタなどの半導体スイッチ素子２３Ａを備え、半導体スイッチ素子２３Ａの制御端子はマイクロプロセッサ２２に接続されており、マイクロプロセッサ２２から所定のオン維持信号が入力される。また、半導体スイッチ素子２３Ａの出力端子はリレー回路１１の半導体スイッチ素子１１Ａの制御端子に接続されており、マイクロプロセッサ２２から所定のオン維持信号が出力されると、この半導体スイッチ素子２３Ａにより、リレー回路１１の半導体スイッチ素子１１Ａの制御端子に駆動信号が入力される。

電圧検出回路２４は、例えばチップ型の電流／電圧検出素子であり、電池１５が接続される端子の電圧が所定の閾値（例えば５．２Ｖ）以上か否か検出し、閾値よりも高いときは所定の電圧情報をマイクロプロセッサ２２に出力する。復旧信号発生回路２５は、例えばダイオード、抵抗、コンデンサなどで構成された微分回路であり、電池１５が装着され、電圧が急上昇すると、この復旧信号発生回路２５に矩形パルス信号が入力され、復旧信号発生回路２５からは、入力電圧を微分したような波形の１ショットのパルス信号である復旧信号が出力される。復旧信号発生回路２５の出力端子は、オン復旧回路２６に接続されている。オン復旧回路２６は、例えばバイポーラトランジスタなどの半導体スイッチ素子２６Ａを備えており、復旧信号発生回路２５からの復旧信号が半導体スイッチ素子２６Ａの制御端子に入力される。また、半導体スイッチ素子２６Ａの出力端子はリレー回路１１の半導体スイッチ素子１１Ａの制御端子に接続されており、復旧信号発生回路２５から復旧信号が出力されると、この半導体スイッチ素子２６Ａにより、リレー回路１１の半導体スイッチ素子１１Ａの制御端子に駆動信号が入力される。それによって、半導体スイッチ素子１１Ａが導通し、リレー回路１１がオン状態となる。なお、復旧信号の電圧は、時間の経過と共に徐々に低下するので、復旧信号の電圧が半導体スイッチ素子２６Ａを導通させうる制御電圧以下になると、半導体スイッチ素子２６Ａから駆動信号が出力されなくなり、半導体スイッチ素子１１Ａが非導通となり、リレー回路１１がオフ状態になる。この復旧信号発生回路２５（微分回路）の時定数を適宜選択することによって、マイクロプロセッサ２２が起動するまでの時間（例えば２００ｍｓｅｃ）を確保することができる。

図２に示すように、マイクロプロセッサ２２はメモリー２１に接続されており、後述するように、マイクロプロセッサ２２は、メモリー２１に電源スイッチ１０が電源オン状態になったことを示すオン情報をはじめとして様々な情報を記憶させる。また、マイクロプロセッサ２２は、この無線通信装置の様々な機能を制御することも可能である。例えば、ヨットやプレジャーボートで使用されるような無線通信装置においては、図３に示すように、電源スイッチ回路１は、ＭＯＳＦＥＴなどの半導体スイッチやバイポーラトランジスタなどで構成された水没検出回路２７を備えており、ユーザーが誤って無線通信装置を水中に落下させたときなどにおいて、無線通信装置が水没したことを自動的に検出して、ＬＥＤなどを点滅させ、その位置をユーザーに知らせることができるように構成されている。無線通信装置の筐体は防水構造を備え、さらに水没したときに浮くように構成されている。水没検出回路２７の端子２７Ａ及び２７Ｂは筐体の外周面に設けられており、水没したときに、端子２７Ａと２７Ｂが導通する。端子２７Ａと２７Ｂが導通すると、電池１５からＭＯＳＦＥＴなどの半導体スイッチ素子２７Ｃの制御電極に駆動信号が入力され（ゲート電流が流れ）、半導体スイッチ素子２７Ｃが導通し、さらにバイポーラトランジスタなどの半導体スイッチ素子２７Ｄ及び２７Ｅがそれぞれ導通する。リレー回路１１は非導通の状態、すなわち無線通信装置がオフの状態であっても、半導体スイッチ素子２７Ｅが導通すると、リレー回路１１の半導体スイッチ素子１１Ａの制御電極に駆動信号が入力され、リレー回路１１が導通する。リレー回路１１が導通すると、第１電源回路１４を介してマイクロプロセッサ２２に駆動電力が供給され、マイクロプロセッサ２２が起動する。マイクロプロセッサ２２が起動すると、マイクロプロセッサ２２は、半導体スイッチ素子２７Ｄから出力される水没検出信号を検知し、ＬＥＤなどの主回路２０への駆動信号を出力し、ＬＥＤを点滅させるので、夜間であっても水没した無線通信装置を回収することができる。

（通常の電源オン動作）
次に、この電源スイッチ回路１を無線通信装置に用いた場合の動作について説明する。最初に通常の電源オン動作について説明する。電池１５は、無線通信装置に正しく装着されており、前回正常に電源オフ動作が行われたものとする。電源スイッチ１０の操作ボタンに押圧力が加えられると、電源スイッチ１０の接点が導通し、オン検出回路１２の電圧検出点の電圧が高から低に変化する（オン検出信号）と共に、電源スイッチ１０がオン状態になると、電池１５からオン検出回路１２に電流が流れ、リレー回路１１の半導体スイッチ素子１１Ａの制御端子に駆動信号が入力され、リレー回路１１が導通する。この段階では、リレー回路１１は電源スイッチ１０が押圧されている間だけ導通しているので、マイクロプロセッサ２２が起動するまで、電源スイッチ１０を一定時間以上押圧し続ける必要がある。

リレー回路１１が導通すると、第１電源回路１４を介してマイクロプロセッサ２２に駆動電力が供給され、マイクロプロセッサ２２が起動される。マイクロプロセッサ２２が起動されると、マイクロプロセッサ２２は、オン検出回路１２の電圧検出点の電圧を閾値と比較して電源スイッチ１０がオン状態になっていることを検出する。マイクロプロセッサ２２は、電源スイッチ１０がオフ状態になった後もリレー回路１１を導通させ続けるために、所定のオン維持信号をオン維持回路２３に出力し続けると共に、オン検出信号に対応する所定のオン情報をメモリー２１に記憶させる。メモリー２１にオン情報を記憶させる手段としては、例えば「電源オンフラグ」をオンさせる。

マイクロプロセッサ２２からオン維持信号が出力され続けると、電源スイッチ１０に加えられていた押圧力が解除され、電源スイッチ１０がオフ状態になり、オン検出回路１２からの駆動信号が入力されなくなっても、このオン維持信号によりオン維持回路２３からリレー回路１１に駆動信号が入力され続けるので、リレー回路１１のオン状態が維持される。また、リレー回路１１のオン状態が維持されると、第２電源回路１９を介して無線通信装置の主回路２０に駆動電力を供給することが可能となる。

（通常の電源オフ動作）
次に、通常の電源オフ動作について説明する。電源スイッチ１０の操作ボタンが上記電源オン動作のときよりも長い一定時間押圧され続けると、その間、オン検出回路１２の電圧検出点の電圧が低状態（オン検出信号）を維持し続ける。マイクロプロセッサ２２は、このオン検出信号の持続時間と閾値を比較し、オン検出信号が一定時間持続したときに、電源オフ動作を開始する。まず、マイクロプロセッサ２２は、例えば「電源オンフラグ」をオフすることによってメモリー２１に記憶させていたオン情報を消去し、オン維持回路２３に対して出力していたオン維持信号を停止する。そうすると、オン維持回路２３から駆動信号が出力されなくなり、リレー回路１１の半導体スイッチ素子１１Ａが非導通になり、リレー回路１１がオフ状態になると共に、マイクロプロセッサ２２も停止する。

（電池の脱着時の動作）
電源スイッチ回路１のオン状態において、無線通信装置の通信中に電池１５の電圧が低下し、電池１５を交換する必要が生じ、電池１５を無線通信装置から取り外した場合や、誤って無線通信装置を落下させ、電池１５が無線通信装置から脱落してしまった場合、電源スイッチ回路１の電源が失われるので、この電源スイッチ回路１を構成する全ての回路の半導体スイッチ素子が非導通になる。そして、新しい電池１５を無線通信装置に装着したり、脱落した電池１５を再装着したりすると、電池１５の電圧が電圧検出回路２４及び復旧信号発生回路２５に印加される。復旧信号発生回路２５は上記のように微分回路であるので、直流である電池１５の電圧が印加されると、復旧信号発生回路２５から１ショットのパルス信号である復旧信号が出力される。この復旧信号がオン復旧回路２６を構成する半導体スイッチ素子２６Ａの制御端子に入力されると、この半導体スイッチ素子２６Ａが導通し、オン復旧回路２６から駆動信号が出力され、それによってリレー回路１１の半導体スイッチ素子１１Ａが導通する。このとき、リレー回路１１は、復旧信号発生回路２５から出力される復旧信号のパルス電圧が、オン復旧回路２６の半導体スイッチ素子２６Ａを導通させるのに必要な所定の閾値（例えば１．２Ｖ）以上の間だけ導通される。

ところで、電池１５の電圧が上記第１の電圧（例えば３Ｖ）以上であれば、第１電源回路１４はマイクロプロセッサ２２に駆動電力を供給することができる。一方、電池１５の電圧が第２の電圧（例えば５Ｖ）未満であれば、第２電源回路１９は無線通信装置の主回路２０に駆動電力を供給することができない。そこで、電圧検出回路２４は、電池１５の電圧が所定の閾値（例えば５．２Ｖ）以上であれば、所定の電圧情報信号をマイクロプロセッサ２２に出力する。

リレー回路１１が導通すると、第１電源回路１４を介してマイクロプロセッサ２２に駆動電力が供給され、マイクロプロセッサ２２が起動される。マイクロプロセッサ２２は、リレー回路１１のオン状態を維持するために、オン維持回路２３にオン維持信号を出力し、オン維持回路２３から駆動信号がリレー回路１１に出力され、リレー回路１１のオン状態が維持される。これと並行して、マイクロプロセッサ２２は、メモリー２１にアクセスしてオン情報が記憶されているか否かを判断すると共に、電圧検出回路２４から電圧情報信号が出力されているか否かを判断する。

メモリー２１にオン情報が記憶されていない場合、電源スイッチ回路１が正常にオフされた後、無線通信装置から電池１５が取り外され、さらに再装着されているので、マイクロプロセッサ２２は、そのまま第２電源回路１９から主回路２０に駆動電力を供給することなく、オン維持信号の出力を停止し、リレー回路１１の半導体スイッチ素子１１Ａを非導通にし、リレー回路１１をオフ状態にする。そのため、例えば無線通信装置のディスプレイには何も表示されず、バックライトやその他の表示装置も点灯しないので、電池１５を装着することによってマイクロプロセッサ２２が起動したことをユーザーに気づかせることなく、電源スイッチ回路１をオフすることができる。

一方、メモリー２１にオン情報が記憶されているけれども電圧検出回路２４から電圧情報信号が出力されていないときは、電池１５の電圧が所定の閾値（例えば５．２Ｖ）よりも低く、そのままリレー回路１１のオン状態が維持しても、第２電源回路１９から主回路２０に駆動電力を供給できないので、マイクロプロセッサ２２は、オン維持信号の出力を停止し、リレー回路１１の半導体スイッチ素子１１Ａを非導通にし、リレー回路１１をオフ状態にする。そのため、電池１５を交換したにもかかわらず無線通信装置が起動しないので、ユーザーに電池１５の電圧が低いことを気づかせることができる。

メモリー２１にオン情報が記憶されており、電圧検出回路２４から電圧情報信号が出力されているときは、電池１５の電圧が所定の閾値（例えば５．２Ｖ）よりも高く、そのままリレー回路１１のオン状態が維持しても、第２電源回路１９から主回路２０に駆動電力を供給することができるので、リレー回路１１のオン状態を維持するために、オン維持回路２３にオン維持信号を出力し続ける。それによって、ユーザーは、電池１５を新たな電池に交換した後又外れた電池１５を再装着した後、改めて電源スイッチ１０を操作することなく、電源スイッチ回路１をオン状態に復旧させ、速やかに無線通信装置による通信を再開させることができる。

また、無線通信装置の生産ラインなどにおいて、工程が変わり、電池１５の代わりに電池アダプターなどを装着する場合も同様に、マイクロプロセッサ２２を起動させるために、改めて電源スイッチ１０の操作ボタンを一定時間押し続ける必要はなく、従来のノンロック式の電源スイッチ回路に比べて作業性を著しく改善することができる。

なお、この電源スイッチ回路１にバッファコンデンサなどのバックアップ電源を設け、電池１５が無線通信装置から取り外された後も一定時間（例えば５ｍｓｅｃ）マイクロプロセッサ２２が動作できるようにしておき、その間にマイクロプロセッサ２２が、電圧検出回路２４から電圧情報信号が出力されなくなったことを検出すると、それに応じて無線通信装置の運用周波数など通信の復旧に必要な情報をメモリー２１に記憶させるように構成してもよい。あるいは、電池１５が無線通信装置から取り外されていなくても、電池１５の電圧の低下により電圧検出回路２４から電圧情報信号が出力されなくなったときに、電池１５が取り外される場合に備えて、通信装置の運用周波数など通信の復旧に必要な情報をメモリー２１に記憶させるように構成してもよい。さらに、メモリー２１は、不揮発性のメモリーに限られず、コンデンサやボタン電池などでバックアップされた揮発性メモリーであってもよい。さらに、リレー回路１１は、ＭＯＳＦＥＴなどの半導体スイッチのみならず、電磁石で駆動される機械式のリレーで構成されていてもよい。

また、本発明に係る電源スイッチ回路は、上記無線通信装置に用いられるだけでなく、電池を電源とするその他の電子機器にも使用することができ、操作ボタンに押圧力が加えられている間だけオン状態となるノンロック式の電源スイッチと、前記電源スイッチがオン状態になったときに、所定のオン検出信号を出力するオン検出回路と、所定の駆動信号が入力されている間だけオン状態になるリレー回路と、前記オン検出回路から前記オン検出信号が入力されると、前記電源スイッチがオフ状態になった後も前記電源スイッチ回路のオン状態を維持させるために、前記リレー回路に前記所定の駆動信号を出力する電源制御回路と、前記電池の電圧から電池の装着状態を検出する電池検出回路と、前記電源制御回路に接続され、前記オン検出信号に対応する所定のオン情報を少なくとも一定時間記憶するメモリーと、を備え、前記電池が前記電子機器から取り外され、前記リレー回路がオフ状態になった後、前記電池又は別の電池が前記電子機器に装着されたときに、前記電池検出回路は、前記所定の駆動信号を前記リレー回路に入力して、前記リレー回路を一定時間だけオン状態にし、前記電源制御回路は、前記リレー回路がオン状態となり、前記電池から駆動電力が供給されて再起動すると、前記所定の駆動信号を出力して前記リレー回路のオン状態を維持し、さらに、前記メモリーに前記オン情報が記憶されているか否かを判断し、前記オン情報が記憶されているときは、前記所定の駆動信号の出力を継続して前記リレー回路のオン状態を維持し、前記オン情報が記憶されていないときは、前記所定の駆動信号の出力を停止して、前記リレー回路をオフ状態にするように構成されていればよい。

また、前記リレー回路と前記電源制御回路の間に接続され、前記電源制御回路に駆動電力を供給する第１電源回路をさらに備え、前記リレー回路は、前記電池と前記第１電源回路の間に接続され、前記電源スイッチは、前記電池と前記第１電源回路の間に前記リレー回路と並列に接続されているように構成してもよい。

また、前記第１電源回路と並行に前記リレー回路に接続され、前記電子機器の主回路に前記第１電源回路の駆動電力の電圧よりも高い電圧の駆動電力を供給する第２電源回路をさらに備えるように構成してもよい。

また、前記電源制御回路は、前記オン検出信号が入力されたときに、前記リレー回路のオン状態を維持するために所定のオン維持信号を出力するマイクロプロセッサと、半導体スイッチ素子を備え、前記オン維持信号が入力されている間、前記リレー回路に前記駆動信号を出力し続けるオン維持回路を備えるように構成してもよい。

また、前記リレー回路は半導体スイッチ素子で構成され、前記電池検出回路は、前記電池の電圧を検出し、該電圧と所定の閾値とを比較して、前記電圧が前記閾値以上のときに、所定の電圧情報信号を出力する電圧検出回路と、前記電池の端子に接続され、前記電池の電圧が入力されたときに、１ショットのパルス信号の復旧信号を出力する復旧信号発生回路と、半導体スイッチ素子を備え、前記復旧信号が入力されている間、前記リレー回路の前記半導体スイッチ素子に前記駆動信号を出力し続けるオン復旧回路を備えるように構成してもよい。

さらに、上記いずれかの電源スイッチ回路を備えた無線通信装置において、前記電池が無線通信装置から取り外された後も一定時間電源制御回路を動作させるバックアップ電源を設け、前記一定時間に前記無線通信装置の復旧に必要な情報を前記メモリーに記憶させるように構成してもよい。

あるいは、上記いずれかの電源スイッチ回路を備えた無線通信装置において、前記電池の電圧が低下したときに、通信装置の運用周波数など復旧に必要な情報をメモリーに記憶させるように構成してもよい。

１電源スイッチ回路
１０ノンロック式の電源スイッチ
１１リレー回路
１２オン検出回路
１３電源制御回路
１４第１電源回路
１５電池
１６ダイオード
１７電池検出回路
１９第２電源回路
２０主回路
２１メモリー
２２マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）
２３オン維持回路
２４電圧検出回路
２５復旧信号発生回路
２６オン復旧回路
２７水没検出回路

Claims

電池を電源とする電子機器に使用される電源スイッチ回路であって、
操作ボタンに押圧力が加えられている間だけオン状態となるノンロック式の電源スイッチと、
前記電源スイッチがオン状態になったときに、所定のオン検出信号を出力するオン検出回路と、
所定の駆動信号が入力されている間だけオン状態になるリレー回路と、
前記オン検出回路から前記オン検出信号が入力されると、前記電源スイッチがオフ状態になった後も前記電源スイッチ回路のオン状態を維持させるために、前記リレー回路に前記所定の駆動信号を出力する電源制御回路と、
前記電池の電圧から電池の装着状態を検出する電池検出回路と、
前記電源制御回路に接続され、前記オン検出信号に対応する所定のオン情報を少なくとも一定時間記憶するメモリーと、
前記電源制御回路に駆動電力を供給する第１電源回路と、
前記電子機器の主回路に前記第１電源回路の駆動電力の電圧よりも高い電圧の駆動電力を供給する第２電源回路と、を備え、
前記電池検出回路は、前記電池の電圧を検出し、該電圧と前記第２電源回路の駆動電力の電圧よりも高い電圧である所定の閾値とを比較して、前記電池の電圧が前記閾値以上のときに所定の電圧情報信号を出力する電圧検出回路と、前記電池の電圧が入力されたときに復旧信号を出力する復旧信号発生回路と、前記復旧信号が出力されている間、前記リレー回路をオン状態にする信号を出力するオン復旧回路とを備え、
前記電池が前記電子機器から取り外され、前記リレー回路がオフ状態になった後、前記電池又は別の電池が前記電子機器に装着されたときに、前記復旧信号発生回路は、一定時間だけ復旧信号を前記オン復旧回路に出力し、前記オン復旧回路は、前記復旧信号が入力されている間、前記所定の駆動信号を前記リレー回路に出力して、前記リレー回路を一定時間だけオン状態にし、
前記電源制御回路は、前記リレー回路がオン状態となり、前記電池から駆動電力が供給されて再起動すると、前記所定の駆動信号を出力して前記リレー回路のオン状態を維持し、さらに、前記メモリーに前記オン情報が記憶されているか否かを判断すると共に、前記電圧検出回路から前記所定の電圧情報信号が出力されているか否かを判断し、
前記オン情報が記憶されており、なおかつ前記電圧検出回路から所定の電圧情報信号が出力されているときは、前記電源制御回路が、前記所定の駆動信号の出力を継続して前記リレー回路のオン状態を維持し、前記オン情報が記憶されていない、または前記電圧検出回路から所定の電圧情報信号が出力されていないときは、前記所定の駆動信号の出力を停止して、前記リレー回路をオフ状態にすることを特徴とする電源スイッチ回路。
前記リレー回路と前記電源制御回路の間に接続され、前記電源制御回路に駆動電力を供給する第１電源回路をさらに備え、
前記リレー回路は、前記電池と前記第１電源回路の間に接続され、前記電源スイッチと前記オン検出回路の直列回路は、前記電池に対して前記リレー回路と並列に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の電源スイッチ回路。
前記電源スイッチが一定時間以上操作され続け、前記電源制御回路が前記駆動信号の出力を停止し、前記リレー回路が正常に非導通にされたときに、前記メモリーから前記オン情報を消去することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電源スイッチ回路。
前記電源制御回路は、前記メモリーに前記オン情報が記憶されていないときは、前記リレー回路が再導通した後、非導通にするまでの間、前記電子機器の主回路に電力を供給しないことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の電源スイッチ回路。