JPH01279493A - メモリカード - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体メモリを内蔵する薄形１名刺サイズ
のメモリカードに関し、特にその電池交換時のメモリバ
ックアップに関するものである。

〔従来の技術〕

第７図に、従来のメモリカードの電池回路を示す。１２
はスタチックＲＡＭで複数個実装されている。各スタチ
ックＲＡＭ１２はアドレスデコーダ１１で選択される。

アドレスデコーダ１１はアドレスバス２によりメモリセ
レクト信号７を発生するものであり、メモリセレクト信
号７は該当するスタチックＲＡＭ１２のＣＢ（チップイ
ネーブル信号）端子に接続される。アドレスバス２．ア
ウトブソトイネーフ゛ル（８号４．ライトイネーフ゛ル
信号５．データバス６はスタチックＲＡＭ１２に接続さ
れる。３はチップセレクト信号であり、アドレスデコー
ダ１１のＧ端子に接続される。１０は電源制御ｒｃであ
り、電源人力ｌの電圧が規定値に達するとこれを内部電
源９に供給し、電源人力１の電圧が規定値以下になった
場合は断となるものである。Ｉ５は保護ダイオードであ
・す、一次電池１３の逆充電を防止するために設ける。

１４は保護抵抗であり、保護ダイオード１５が破壊した
場合、過大電流が流れない様に電流を制限するものであ
る。一次電池１３の電圧をモニタするために、電池電圧
モニタ端子１７を設ける。

次に動作について説明する。電源制？Ｔｆｌ　Ｉ　Ｃ１
０は電源人力１の電圧が規定値に達した時にこの電源人
力ｌを内部電ｔＡ９に供給し、同時に“Ｈ″電圧プロテ
クト信号８をアドレスデコーダ１１のＧ端子に供給する
。従って、スタチックＲＡＭＩ２は続出し、書込みが可
能な状態にある。この動作はスタチックＲＡＭ１２の単
体における動作に全く同一であり、また周知の技術であ
るので、その詳細な説明は省略する。

また、電源人力１の電圧が規定値以下の場合は電源制？
！１ＩＩＣ１０は遮断され、同時にプロテクト信号８は
“Ｌ　−Ｑ圧（接地レベル）となる。さらに、一次電池
１３が保護抵抗１４．保護ダイオード１５を介して内部
電源９に供給されるから、スタチックＲＡＭ１２は記憶
データを保持する状態にある。

ここで、一次電池１３の消費寿命について考える。一般
的にスタチックＲＡＭ１２のスタンドバイ電流は、低電
流タイプのものを使用しても２５℃で】μＡ ５０℃で５μＡ となる、仮にスタチックＲＡＭ１２を１６個実装した場
合は、 ２５℃で１μＡＸ１Ｇ＝１６μＡ ５０℃で５μＡＸ１６＝８０μＡ となる。

今、一次電池１３の電池容量を７０ｍＡＨとした場合の
電池寿命を計算すると、次の様になる。電池容量は一次
電池１３の電圧が終止電圧の２．５■になるまでの容量
で規定される。また、この電圧は電池電圧モニタ端子１
７により外部端末機で検知できる。

Ｌ　＋　＝７０ｍ　Ａ　Ｈ／　１６　μＡ　＝４３７５
時間す０，５年Ｌｘ　＝７０ｍ　Ａ　Ｈ／８０μＡ　＝
　８７５時間へ０．１年となる。従って、一次電池１３
は頻繁に交換する必要がある。

一次電池１３の交換時には、スタチックＲＡＭ１２の記
憶データを保持した状態で交換する必要がある。一次電
池１３の交換時、内部電源９の供給電源はコンデンサ１
６の蓄積エネルギのみとなる。一般的に、メモリカード
の厚みは２〜４ｍｍでありまた高密度に部品が実装され
るために、その容量値、数量は制限される。ここではコ
ンデンサ１６の容量値Ｃを ０．１μＦ×２０個分−２μＦ とした場合の、２５℃でのスタチックＲＡＭ１２の供給
［５の維持時間を求める。条件として、電池を交換する
時期を電池電圧モニタ端子１７の電圧が２．６■になっ
た場合とし、スタチックＲＡ　Ｍ　１２の記憶データが
保証される電源電圧は２．ＯＶとする。

第８図に、コンデンサ１６からの電源電流について示す
。この図において、 ｉ：スタンドバイ電流 Ｖｌ　：電流ｉにおける順方向電圧 ｖ８　：保護抵抗１４の抵抗値をＲとした場合の電流ｉ
における電圧降下 であり、Ｒ＝１．５にΩとすると、 １＝１６μＡ であるから、 Ｖ　＊　＝　１６　Ｘ　１０〜６Ｘ　１．５　ｘｌＯ３
＝　０．０２４ｖとなる。Ｖ、−０，３Ｖとし、Ｖ、＞
ＶＲとする。

コンデンサ１６のスタンドバイ電流ｉの放電時間と放電
エネルギの関係は Δｑ＝ＣＸΔｖ＝　ｉ　Ｘ　ｔ となる、ｔは電流ｌの放電持続時間を示し、八Ｖは前記
より　（２，６−０，３）　−２，０＝０．３　Ｖとな
る。

従って、 ｔ＝ＣＸΔｖ／ｉ＝　２　Ｘ１Ｏ−ｂＸｏ、３／１６Ｘ
１０−’＝３７．６ｍａと非常に小さい値となる。仮に
コンデンサ１６を２０μＦにしたとしても ｊ−３７６ｍｓ となり、電池交換する間にスタチックＲＡＭ１２の記憶
データは消失する。温度が５０℃にある場合はもっと厳
しく、前記時間の１７５となる。

−ｉ的に、電池交換作業をすばやく行っても１０秒は必
要であるので、その時に必要なコンデンサ１６の値は次
の様になる。

ΔＱ　＝ＣＸΔｖ＝ｌｘｔ Ｃ＝ｉｘｔ／Δｖ　＝１６Ｘ１０−’Ｘｌ０１０．３＞
５３３μＦこの様に、大容量のコンデンサが必要である
。５０℃においては ５３３μＦ　Ｘ　５　＝２６６５μＦ の値となる。コンデンサ１６の耐圧を１０μとしても、
上記値のコンデンサをメモリカードの内部に実装するこ
とは不可能である。

また、従来の別のメモリカードとして、第９図に示すよ
うなものがあった。この図において、１０は電源切換回
路、１２は揮発性メモリ、１３は一次電池、１４は抵抗
、１５はダイオード、１６はコンデンサ、１，２８はそ
れぞれ電源切換回路１０の入力端子、出力端子、２９は
電源端子、３０は接地端子である。

第９図の回路において、電源切換回路１０では、その入
力端子１に電源端子２９より印加される電圧のレベルが
、あらかじめ設定されたレベル（例えば約４（Ｖ））よ
り高い場合、入力端子１に印加された電圧とほぼ等しい
電圧が出力端子２８より出力される。以上述べた電源切
換回路１０の入出力特性を、第３図の実線にて示す。

一方、入力端子１に印加される電圧が、あらかじめ設定
された電圧より低い場合、出力端子２８は開放となり、
そこには、一次電池１３の電圧を■８、メモリＩＣ１２
に流れ込む電流によって生ずる抵抗１４．ダイオード１
５の電圧降下をそれぞれＶ、、Ｖ。とすると、（Ｖ、−
Ｖ、−ＶＤ）なる電圧が現われる。一次電池１３の電圧
を３Ｖ。

抵抗１４の値を１．５（ｋΩ〕、メモリＩＣ１２に流れ
込む電流を数十〔μＡ〕とすると、ダイオード１５のカ
ソードに約２．５（Ｖ）程度の電圧が現われる。その様
子を第３図の破線で表わす。

メモリカードの携帯時には、電源端子２９に電力が供給
されないので、ダイオード１５のカソードには約２．５
（ＶＤの電圧が現われる。ここで一次電池１３を交換す
る場合、メモリーＣ１２のデータ保持電圧は一般的に２
〔■〕以上であるから、一次電池１３を抜き取ってから
データが保持されている時間は次の式で表わされる。

Ｃ・　■ Ｔ　＝　−（ｓｅｃ） ■：メモリーＣ１２に流れるバックアップ電流（Ａ） Ｃ：コンデンサ１６の容量ＣＦ） Ｖ：メモリーＣ１２の電源電圧が約２．５（Ｖ）からデ
ータ保持電圧となるまでの差電圧〔１（ここでは２．５
−２＝０．５　　（Ｖ）　）ここで、メモリーＣ１２の
１個のバンクアップ電流を１　〔μＡ〕、コンデンサ１
６の容量を１　〔μＦ〕とすると ｌＸｌ０−” となり、メモリＴＣ１２を１０個搭載した場合は５０（
ｍｓｅｃ）となって到底実用には供し得ない。実用的な
電池取替え時間を１分とした場合、メモＩＪ　■Ｃ１２
の電源及び接地端子間には１０００　（μＦ〕程度のコ
ンデンサが必要である。しかし、限られたカードの寸法
内に１０００　ＣμＦ〕ものコンデンサを入れられない
ことは、現状のコンデンサの寸法を考えれば明白である
。したがって現状では、カードの電源端子２９に電力が
供給されている状態、すなわちカードをメモリＩＣ１２
内のデータを読み書きする装置に挿入したまま一次電池
を交換している。

〔発明が解決しようとする課題〕

ＶＤ　従来のメモリカードは以上の様に構成されている
ので、メモリ１２の記憶データを失うこと無（一次電池
１３を交換するには非常に大きい容量のコンデンサ１６
が必要となり、この様なコンデンサを実装することは不
可能であり、一次電池はデータを読み書きする装置にカ
ードを挿入したままで交換しなければならず、そのこと
による装置のデザインに制約が生じ、また、カードが挿
入されている場所によっては交換が不便であるなどの問
題点があった。

この発明は、上記問題点を解消するためになされたもの
で、メモリの記憶データを失うこと無く、カード単体の
ままで電池交換のできるメモリカードを得ることを目的
としている。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係るメモリカードは、小容量の補助一次電池
とスイッチを設け、このスイッチにより内部電源を、通
常は主一次電池に、この主一次電池を交換する場合には
補助一次電池に接続する切換えを行う様にしたものであ
る。

また、揮発性半導体メモリに格納されたデータを保持す
るためのメモリハックアップ用の一次電池と二次電池と
、これらのうちの最通な一方を機能させるための検出回
路と、その出力信号によって制御される半導体スイッチ
とを設けたものである。

〔作用〕 この発明においては、上述の様に構成することにより、
メモリのバックアップは、通常は主一次電池により行わ
れ、この一次電池を交換するためにカードから取りはず
した時のみ補助一次電池あるいは二次電池によって行わ
れ、メモリの記憶データを失うこと無（電池を交換する
ことができる。

Ｃ実施例〕 第１図に、本発明の一実施例によるメモリカードの電池
回路を示す。

スイッチ１８を設け、一つの端子は主一次電池１３側に
他端子は補助一次電池１９側に接続し、共通端子２０は
保護抵抗１４に接続する。他の構成は、第７図に示した
従来の回路と同一である。

以下、その動作について説明する。

外部端末機で電池電圧モニタ端子１７の電圧を検知し、
２．６■に達した場合に主一次電池１３を交換する。こ
の場合に、スイッチ１８を補助一次電池１９側に倒すと
、スタチックＲＡＭ１２の電源は補助一次電池１９の電
圧が保護抵抗１４．保護ダイオード１５を介して供給さ
れる。従って、スタチックＲＡＭ１２の記憶データは保
証される。

補助一次電池１９の容量は、スタチックＲＡＭ１２のス
タンドバイ電流が２５℃のとき１６μＡ、５０℃のとき
８０μＡであるため、主一次電池１３の交換時間が１０
秒とすれば、 ２５℃のときの容量＝　１６　Ｘ　１０−”　Ｘ　１０
／３６００さ０．０４μＡＨ ５０℃のときの容量−８０Ｘ　１０−”　Ｘ　１０／３
６００５０．２μＡＩ（ となる。仮に余裕を見て、交換時間を３０秒とし、交換
回数を１００回とした場合の補助一次電池１９の容量は
、 ２５℃のときの容量＝　１６　ｘ　１０−”　Ｘ　３０
／３６００　ｘ　１００ｚ　０．０１３ｍＡＨ ５０°Ｃのときの容量＝８０ｘ１０−”ｘ３０／３６０
０ｘ１００；　０．０６７ｍ　Ａ　Ｈ となり、非常に小さな容量となる。−船釣に、この容量
における補助一次電池１９は非常に小さいサイズで済み
、薄形のメモリカードの内部に実装が可能である。

なお、スイッチ１８は２トランスファ接点を有するスイ
ッチであり、一方は主一次電池１３に接続され他端は補
助一次電池１９に接続され共通端子２０は保護抵抗１４
に接続される。共通端子２０はまた電池電圧モニタ端子
１７に接続され、外部端末機で主一次電池１３及び補助
一次電池１９の電圧をモニタできる。スイッチ１８にお
いて、主一次電池１３から補助一次電池１９に切換える
場合にその接点の可動状態で一瞬開放状態になる場合が
あるが、この開放時間は上記に説明した様にコンデンサ
１６の持続時間の最も厳しい条件である ｔ　＝ＣＸΔｖ／ｉ＝　２　Ｘ１Ｏ−ｈＸｏ、３／８０
Ｘ１０−６−７．５ｍｓ以下に抑える必要があることは
言うまでも無い。

スイッチ１８の構造においてこの開放時間をＯにしたも
のは市販されており、また製作も容易である。

第４図、第５図、第６図はスイッチ１８をメモリカード
２１に取付けた状態を示す。第４図は上下の面側に取付
ける方法を示し、第５図、第６図はｊ〃み面に取付ける
方法を示している。

また、本実施例の他の部分の動作説明については従来と
同一であるので省略する。

次に、この発明の他の実施例を図について説明する。

第２図は、この発明の他の実施例によるＩＣメモリカー
ドを示すブロック図である。この図において、１０はセ
ント側より供給される電源と、カード内部の電池による
電源とを切換える電源切換回路、１２は揮発性のメモリ
ＩＣ１１３は一次電池、１５はこの一次電池１３に充電
電流が流れないようにするためのダイオード、１４はこ
のダイオード１５が誤ってショートした場合に一次電池
１３に流れ込む電流を制限するための抵抗、１６はメモ
リｔｃ１２の電源及び接地端子に接続するデカ・ノブリ
ングコンデンサ、１．２８はそれぞれ電源切換回路１０
の入力端子、出力端子、２９は電１１！！端子、３０は
接地端子、２３は二次電池、３１はこの二次電池２３に
よるメモリバンクアンプを行うための半導体スイッチ、
３２は二次電池２３の充電電流設定用抵抗、２４は電源
切換回路１０の制御出力端子、２７はＮＡＮＤ回路、２
５は一次電池１３を取りはずした時のＮＡＮＤ回路２７
の入力端子の電位を接地電位に設定するための抵抗、２
６は反転回路である。

また、表１は、この実施例のＩＣメモリカードに内蔵し
た二次電池の充放電モードをカードの使用時と非使用時
、及び一次電池の有無によって分類したものである。

表１ カード使用時には、電源端子２９に約５　〔■〕の電圧
が印加されるため、電源切換回路１０の出力端子２８に
は約５　〔■〕の電圧が出力される。

また、制御端子２４には”Ｈ″レベル４．２（Ｖ）程度
）の電圧が出力される。したがって、反転回路２６の出
力、すなわちＮＡＮＤ回路２７の入力は“Ｌ”レベルと
なり、ＮＡＮＤ回路２７の出力はもう一方の入力レベル
に関係なく“Ｈ“レベルとなり、半導体スイッチ３１を
“ＯＮ”状態にし、抵抗３２を介して二次電池２３は充
電される。

カード非使用時で一次電池１３が入った状態で携帯して
いる場合には、電源端子２９には電圧は印加されないた
め、電源切換回路１０の出力端子２８は開放となり、第
３図の破線のような電圧が現われる。また、制御端子２
４には“Ｌ”レベル（はぼＯ（Ｖ）　）の電圧が出力さ
れる。したがって、反転回路２６を通ってＮＡＮＤ回路
２７の一方の入力はＩ］”レベルに、もう一方の入力も
一次電池１３の正極に接続されているのでＨ”レベルと
なり、ＮＡＮＤ回路２７の出力は“Ｌ”レベルとなり、
半導体スイ・ノチ３１を”ＯＦＦ″状態にし、二次電池
２３は充電も放電もしないことになる。

次に、非使用時に一次電池１３を交換する場合、一次電
池１３を取りはずすと同時にＮ　Ａ　Ｎ　Ｄ回路２７の
一方の入力は抵抗２５　（数〔ＭΩ〕程度）によって“
Ｌ″レベルなるため、ＮＡＮＤ回路２７の出力は“Ｈ”
レベルとなって半導体スイッチ３１を“ＯＮ”させる。

したがって、揮発性メモリ１２のデータは、二次電池２
３によってバックアップされることになる。

〔発明の効果〕

以上の様に、この発明によれば、補助一次電池とスイッ
チを設け、主一次電池の交換時にスイッチを補助一次電
池に切換える様にした、あるいはメモリバックアップ用
の一次電池、二次電池と、これらのうちの最通な一方を
機能させるための検出回路及び半導体スイッチとを設け
たので、一次電池を交換するためにカードから取りはず
した時のメモリのバックアップは補助一次電池あるいは
二次電池によってなされ、カード単体のままでメモリの
記憶データを失うこと無く電池の交換ができる、小形で
安価なメモリカードを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるメモリカードを示す
図、第２図はこの発明の他の実施例によるメモリカード
を示す図、第３図は第２図の回路の電源切換回路の入出
力端子の電圧特性を示す図、第４図、第５図、第６図は
それぞれ第１図の回路のスイッチの取付は方法を示す図
、第７図、第９図はそれぞれ従来のメモリカードを示す
図、第８図はメモリカードのコンデンサからの電源供給
を説明するための図である。 ９は内部電源、１２は半導体メモリ、１３は主一次電池
、１８はスイッチ、１９は補助一次電池、２１はメモリ
カード、２３は二次電池、２７はＮＡＮＤ回路、３１は
半導体スイッチ。 なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）スタチックＲＡＭを内蔵するメモリカードにおい
   て、 上記スタチックＲＡＭの記憶データを保持するための主
   一次電池及び補助一次電池と、 内部電源を、通常は上記主一次電池に、該主一次電池を
   交換する場合には上記補助一次電池に接続する切換えを
   行うためのスイッチとを備えたことを特徴とするメモリ
   カード。
2. （２）揮発性半導体メモリを内蔵するメモリカードにお
   いて、 上記揮発性半導体メモリに格納された情報を保持するた
   めのメモリバックアップ用の一次電池と二次電池と、 該２個の電池のうちの最通な一方を機能させるための検
   出回路と、 該検出回路の出力信号により制御される半導体スイッチ
   とを備えたことを特徴とするメモリカード。