JPH0898419A - 電源回路 - Google Patents

電源回路

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JPH0898419A
JPH0898419A JP25605694A JP25605694A JPH0898419A JP H0898419 A JPH0898419 A JP H0898419A JP 25605694 A JP25605694 A JP 25605694A JP 25605694 A JP25605694 A JP 25605694A JP H0898419 A JPH0898419 A JP H0898419A
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JP
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circuit
power supply
converter
microcomputer
battery
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JP25605694A
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Ritsuo Kashiyama
律夫 樫山
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電池からの電源をDC/DCコンバータによ
り安定化してマイコン等の回路に供給する際に、電池消
耗状態によってマイコンのリセットやコンバータの起動
動作を電池の完全放電まで繰り返すことを防止する。 【構成】 DC/DCコンバータ22をオン/オフ制御
するマイコン25に供給される電源が低下した際に、マ
イコン25のリセットを行う電圧検出回路26及びコン
バータ22をオフする電圧検出回路31と、コンバータ
22の出力電圧を検出する出力電圧検出回路30と、マ
イコン25がコンバータ22をオンしてからの時間を計
測するタイマーカウンタと、を有し、電圧検出回路31
が電圧検出回路26より高い電圧で作動することで、マ
イコン25がコンバータ22をオンした後、所定時間経
過しても出力電圧検出回路30によりコンバータ22の
オンが検出できない際にはコンバータ22をオフする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電池を電源とする機器
の電源回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、電池を電源とする機器では、回路
に供給する電源を安定化させるために、DC/DCコン
バータ等の電源安定化手段を用いて、安定化した電源を
回路に供給する場合が多い。これらの機器では、機器の
動作時等、電力を比較的多く使ったり負荷の変動がある
時等のみDC/DCコンバータを動作させて、スタンバ
イ時にはDC/DCコンバータをオフすることにより電
池の消耗を少なくするような工夫がなされている。
【0003】このような回路の一例を図4に示す。すな
わち、機器全体の電源である電池1に電源を安定化して
回路に供給するためのDC/DCコンバータ2及び回路
に電源を供給するスイッチングダイオード3がそれぞれ
接続され、該DC/DCコンバータ2には回路に電源を
供給するためのスイッチングダイオード4が接続されて
いる。これらのスイッチングダイオード3,4により電
池1とDC/DCコンバータ2のうち、電圧の高い方か
ら回路の電源が供給されるようになっている。そして、
マイクロコンピュータ(以下、マイコンという)5はD
C/DCコンバータ2のオン/オフ制御やDC/DCコ
ンバータ2の出力の検知などを行い、また、クロックの
発振回路を低速クロック用と高速クロック用との2つを
有し、スタンバイ時などDC/DCコンバータ2をオフ
しているときは低速クロックを用いて動作し、機器を動
作するときはDC/DCコンバータ2を動作させてか
ら、高速クロックで動作するようになっている。
【0004】さらに、マイコン5のRESET端子には
マイコン5に供給される電源の電圧低下を検知するため
の電圧検知回路6が接続され、電圧低下を検知したらマ
イコン5をリセットする。また、DC/DCコンバータ
2にはそのオン/オフを制御するためのスイッチングト
ランジスタ7が電池1との間に接続され、このトランジ
スタ7はベース−エミッタ間抵抗8及びマイコン5のD
CON端子に接続するベース抵抗9がそれぞれ接続し、
オンするとDC/DCコンバータ2の制御端子に電圧が
印加されてDC/DCコンバータ2がオンして動作を開
始する。また、DC/DCコンバータ2の出力側にはそ
の出力電圧を検知する電圧検知回路10及び負荷回路1
1が並列に接続され、電圧検知回路10の出力電圧が所
定値以上になったことを検出してマイコン5のDCMO
N端子に入力するようになっており、負荷回路11はD
C/DCコンバータ2が動作している時のみ電源が供給
され、マイコン5がDC/DCコンバータ2を起動した
後動作させるようになっている。
【0005】以上のような構成の電源回路において、電
池1装着後マイコン5がリセットされて、DC/DCコ
ンバータ2を起動した時の電池1の出力電圧とDC/D
Cコンバータ2の出力電圧と、マイコン5に供給される
電圧の状態を図5を用いて説明する。通常の動作は実線
で示されており、まず、電池1が装着されると、電池1
からマイコン5に電源が供給され、所定電圧以上になる
と、電圧検出回路6によりマイコン5のリセットが解除
され、マイコン5は動作を開始する。これが図5のAで
示す状態である。次に、マイコン5はDC/DCコンバ
ータ2を起動するために、DCON端子をローにしてス
イッチングトランジスタ7をオンしてDC/DCコンバ
ータ2を起動する。このタイミングが図5のBに示す状
態である。さらに、DC/DCコンバータ2が起動する
と、電池1に対する負荷が増大するため、電池1の出力
電圧が低下し、DC/DCコンバータ2が起動すると、
DC/DCコンバータ2の出力が所定の電圧になり安定
化する。これが図5のCの状態である。BからCの状態
に移る時に、電池1の出力電圧が低下してからDC/D
Cコンバータ2が起動するまでに、ある程度の時間がか
かるために、マイコン5に印加される電圧が一時的に低
下するが、通常は問題なく動作する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述従来例
ではDC/DCコンバータ2を起動してから安定化する
までにマイコン5に印加される電圧の低下があるため
に、電池が新しい状態では問題がないが、放電終了間近
の電池や古い電池など、負荷が小さいときは所定の電圧
が出るものの、大きい負荷では電圧が低下してしまう内
部抵抗の大きい電池ではDC/DCコンバータ2の起動
時にマイコン5に印加される電圧が低下して、図5の破
線で示すようにマイコン5に印加される電圧が低下し、
マイコン5はリセットされてしまう。このため、マイコ
ン5はリセットとDC/DCコンバータ2の起動を電池
が完全に放電するまで繰り返すことになる。
【0007】本発明は、前述従来例の問題点に鑑み、内
部抵抗の高い電池が装着されても、マイコンがリセット
とDC/DCコンバータのオンを電池出力が完全になく
なるまで繰り返すことを防止する電源回路を提供するこ
とを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明は電源電池に接続された電源回路をオン/
オフ制御する制御回路と、該制御回路に供給される電源
が低下した際に、該制御回路のリセットを行うための第
1の電圧検出回路と、該制御回路に供給される電源が低
下した際に、電源回路をオフするための第2の電圧検出
回路と、電源回路の出力電圧を検出する出力検出手段
と、該制御回路が電源回路をオンしてからの時間を計測
する計時手段を有し、該第2の電圧検出回路は該第1の
電圧検出回路よりも高い電圧で作動するとともに、該制
御回路は電源回路がオンした後、所定時間経過しても該
出力検出手段により、電源回路のオンが検出できない際
には電源回路をオフにするものである。また、該電源回
路はDC/DCコンバータにすることができる。また、
該制御回路はマイクロコンピュータで、該計時手段はマ
イクロコンピュータに内蔵されたタイマーカウンタにす
ることが好ましい。また、該制御回路は電源回路オン
後、所定時間経過しても該出力検出手段により、電源回
路のオンが検出できない際には電源回路が異常であると
判断してもよい。
【0009】
【作用】以上の構成の電源回路は制御回路は電源回路が
オンした後、所定時間経過しても出力検出手段により、
電源回路のオンが検出できない際には電源回路がオフに
なるか、または異常であると判断することにより、内部
抵抗の高い電池が装着された場合にも、制御回路のリセ
ットと電源回路のオン動作を、電池が完全になくなるま
で繰り返すことを防ぎ、また、内部抵抗の高い不良電池
が装着されたことを確実に検知することができる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の第1実施例を図1及び図2に
基づいて説明する。図1は本実施例の電源回路のブロッ
ク図、図2はその動作タイミング図である。図1におい
て、21は機器全体の電源である電池、22は電池21
を電源として電源を安定化して回路に供給するための電
源回路であるDC/DCコンバータである。23は電池
21から回路に電力を供給するためのスイッチングダイ
オード、24はDC/DCコンバータ22から回路に電
力を供給するためのスイッチングダイオードであり、こ
のスイッチングダイオード23,24により電池21と
DC/DCコンバータ22の内電圧の高い方から回路の
電源が供給されるようになっている。
【0011】25はDC/DCコンバータ22を含む機
器全体を制御する制御回路であるマイクロコンピュータ
(マイコン)であり、DC/DCコンバータ22のオン
/オフ制御やDC/DCコンバータ22の出力の検知な
どを行う。また、該マイコン25は、クロックの発振回
路を低速クロック用と高速クロック用の2つを持ってお
り、スタンバイ時などDC/DCコンバータ22をオフ
している時は低速クロックを用いて動作し、機器を動作
する時はDC/DCコンバータ22を動作させてから、
高速のクロックで動作するようにし、さらにタイマーカ
ウンタを内蔵して時間の計測を行うことができるように
なっている。26はマイコン25に供給される電源の電
圧低下を検知するための第1の電圧検出回路で、マイコ
ン25のRESET端子に接続され、電圧低下を検知し
たらマイコン25をリセットする。
【0012】27はDC/DCコンバータ22のオン/
オフを制御するためのPNPスイッチングトランジスタ
で、これがオンすると、DC/DCコンバータ22の制
御端子に電圧が印加されてDC/DCコンバータ22が
オンして動作を開始する。28はスイッチングトランジ
スタ27のベース−エミッタ間抵抗、29は同じくベー
ス抵抗である。
【0013】30はDC/DCコンバータ22の出力電
圧を検知する出力電圧検出回路で、DC/DCコンバー
タ22の出力電圧が所定値以上になったことを検出しマ
イコン25のDCMON端子に入力するようになってい
る。31はマイコン25に印加される電源の電圧を検知
する第2の電圧検出回路で、前記第1の電圧検出回路2
6の検知する電圧よりもわずかに高い電圧に検知電圧が
設定されており、電圧の低下を検知するとローを出力す
るようになっている。32は前記スイッチングトランジ
スタ27のベースにコレクタが、同じくエミッタにエミ
ッタが接続されたPNPスイッチングトランジスタで、
オンするとスイッチングトランジスタ27のベース−エ
ミッタ間をショートするようになっている。33はスイ
ッチングトランジスタ32のベース−エミッタ間抵抗で
あり、34は同じくベース抵抗で、電圧検出回路31の
出力に接続されている。
【0014】35は以上の構成の回路に接続する負荷回
路で、DC/DCコンバータ22が動作しているときの
み電源が供給されるようになっており、マイコン25が
DC/DCコンバータ22を起動した後、この回路を動
作させるようになっている。
【0015】以上の構成の本実施例の動作を説明する。
まず、電池を装着してからDC/DCコンバータ22を
起動して、動作するまでについては、装着された電池2
1が新しいものの場合のように正常に回路が動作する電
池が装着された場合の動作を図2の動作タイミング図を
用いて簡単に説明する。この場合の動作は破線(実線と
重なる部分は実線)で示し、電池21が装着されると、
マイコン25にスイッチングダイオード23を介して電
源が供給され、電圧検出回路26によりリセットが解除
され、動作を開始する。この状態が図2に示すAの状態
である。次に、マイコン25はDC/DCコンバータ2
2をオンするために、DCON端子をローにしてスイッ
チングトランジスタ27をオンする。この状態が図2の
Bの状態であり、この後DC/DCコンバータ22が起
動して安定化した電源が供給される状態がE以降の状態
である。ここで、BからCに移行する間に電池21の電
圧が低下し、DC/DCコンバータ22の出力が安定化
する間、マイコン25に供給される電源はわずかに低下
するが、DC/DCコンバータ22の出力が安定化する
と、スイッチングダイオード24からマイコン25に電
源が供給され、マイコン25は問題なく動作する。そし
て、マイコン25は電圧検出回路30によりDC/DC
コンバータ22の出力が所定値以上になったことを検知
したら、高速のクロックで動作を切り替え高速動作を開
始する。また、DC/DCコンバータ22が起動する
と、負荷回路35にも電源が供給され回路の動作が始ま
る。
【0016】次に、消耗した電池や電池の異常等何らか
の原因で内部抵抗が高くなってしまった電池を装着した
場合の動作について説明する。この動作は、図2の実線
で示すものであり、電池が装着されると、マイコン25
にスイッチングダイオード23を介して電源が供給さ
れ、電圧検出回路26によりリセットが解除され、マイ
コン25は動作を開始する。これが図2のAで示す状態
であり、電池21の内部抵抗が高くてもマイコン25が
低速のクロックで動作しているだけなので、負荷の消費
する電流が小さく電池の出力電圧の低下が少なく問題な
く動作する。
【0017】次に、マイコン25は、DCON端子をロ
ーにしてスイッチングトランジスタ27をローにするこ
とにより、DC/DCコンバータ22をオンする。これ
が図2のBの状態である。ここで、装着されている電池
は、内部抵抗が高い電池であるため、DC/DCコンバ
ータ22を起動すると電池21に対する負荷が増大する
ため、電池の出力電圧が急激に低下する。電池21の出
力電圧がDC/DCコンバータ22の出力が安定化する
前に低下すると、マイコン25に供給される電源が低下
し、電圧検出回路31の出力がローになることで、スイ
ッチングトランジスタ32がオンして、スイッチングト
ランジスタ27のベース−エミッタ間をショートするた
め、スイッチングトランジスタ27はオフしてしまい
DC/DCコンバータ22は動作を停止する。これによ
り、電池21の負荷は小さくなり電池21の電圧は上昇
しマイコン25に供給される電圧も上昇するので、電圧
検出回路31の出力はハイになり、スイッチングトラン
ジスタ32はオフになる。このとき、DCON端子はロ
ーのままであるので、スイッチングトランジスタ27は
再度オンしてDC/DCコンバータ22を起動する。こ
れが図2のDの状態である。
【0018】再度、DC/DCコンバータ22がオンす
ると、電池21の出力電圧が低下して電圧検出回路31
がローになる動作とハイになる動作を繰り返し、DC/
DCコンバータ22のオン/オフを繰り返すことにな
る。この動作を繰り返している間、DC/DCコンバー
タ22の出力電圧は安定化せず、電圧検出回路30はD
C/DCコンバータ22が起動していない状態をマイコ
ン25に入力している。また、この時マイコン25に供
給される電圧は、下降と上昇を繰り返すが、電圧検出回
路26が電圧の低下を検出してリセットを出力する前
に、電圧検出回路31がDC/DCコンバータ22をオ
フするので、リセット電圧まで電圧が低下することがな
く、マイコン25は低速のクロックで動作を続ける。
【0019】また、マイコン25はDCON端子をロー
にしてDC/DCコンバータ22をオンした時から、内
蔵のタイマーカウンタにより時間計測を行い、所定時間
以内に電圧検出回路30によりDC/DCコンバータ2
2の起動が検出できないときには、電源部に異常がある
ものと判断し、DCON端子をハイにしてDC/DCコ
ンバータ22の起動を中止して、回路の動作を行わない
ようにする。これが図2のFで示す状態である。これに
より、内部抵抗の高い電池が装着された場合にも、マイ
コン25はリセットとDC/DCコンバータ22のオン
を電池が完全になくなるまで繰り返すことがなくなる。
【0020】図3は本発明の第2実施例を示すものであ
る。図3は本実施例の電源回路のブロック図を示す。図
3において、41は機器全体の電源である電池、42は
電池41を電源として電源を安定化して回路に供給する
ための電源回路であるDC/DCコンバータである。4
3は電池41から回路に電源を供給するためのスイッチ
ングダイオード、44はDC/DCコンバータ42から
回路に電源を供給するためのスイッチングダイオードで
あり、このスイッチングダイオード43,44により電
池41とDC/DCコンバータ42の内電圧の高い方か
ら回路の電源が供給されるようになっている。
【0021】45はDC/DCコンバータ42を含む機
器全体を制御する制御回路であるマイクロコンピュータ
(マイコン)であり、DC/DCコンバータ42のオン
/オフ制御やDC/DCコンバータ42の出力の検知な
どを行う。また、該マイコン45は、クロックの発振回
路を低速クロック用と高速クロック用の2つを持ってお
り、スタンバイ時などDC/DCコンバータ42をオフ
している時は低速クロックを用いて動作し、機器を動作
する時はDC/DCコンバータ42を動作させてから、
高速のクロックで動作するようにし、さらにタイマーカ
ウンタを内蔵して時間の計測を行うことができるように
なっている。46はマイコン45に供給される電源の電
圧低下を検知するための第1の電圧検出回路で、マイコ
ン45のRESET端子に接続され、電圧低下を検知し
たらマイコン45をリセットする。
【0022】47はDC/DCコンバータ42のオン/
オフを制御するためのPNPスイッチングトランジスタ
で、これがオンすると、DC/DCコンバータ42の制
御端子に電圧が印加されてDC/DCコンバータ42が
オンして動作を開始する。48はスイッチングトランジ
スタ27のベース−エミッタ間抵抗、49は同じくベー
ス抵抗である。
【0023】50はDC/DCコンバータ42の出力電
圧を検知する出力電圧検出回路で、DC/DCコンバー
タ42の出力電圧が所定値以上になったことを検出しマ
イコン45のDCMON端子に入力するようになってい
る。51は電池41の電圧を検知する第2の電圧検出回
路で、前記第1の電圧検出回路46の検知する電圧にス
イッチングダイオード43の順方向電圧降下分を加えた
電圧よりもわずかに高い電圧に検知電圧が設定されてお
り、電圧の低下を検知するとローを出力するようになっ
ている。52は前記スイッチングトランジスタ47のベ
ースにコレクタが、同じくエミッタにエミッタが接続さ
れたPNPスイッチングトランジスタで、オンするとス
イッチングトランジスタ47のベース−エミッタ間をシ
ョートするようになっている。53はスイッチングトラ
ンジスタ52のベース−エミッタ間抵抗であり、54は
同じくベース抵抗で、電圧検出回路51の出力に接続さ
れている。
【0024】55は以上の構成の回路に接続する負荷回
路で、DC/DCコンバータ42が動作しているときの
み電源が供給されるようになっており、マイコン45が
DC/DCコンバータ42を起動した後、この回路を動
作させるようになっている。
【0025】以上の構成の本実施例の動作を説明する。
まず、消耗した電池や電池の異常等何らかの原因で内部
抵抗が高くなってしまった電池を装着した場合の動作に
ついて説明する。この動作は、前述第1実施例で説明し
たのと同様に、電池41が装着された後マイコン45に
スイッチングダイオード43を介して電源が供給され、
電圧検出回路46によりリセットが解除され、マイコン
45は動作を開始する。この後マイコン45は、DCO
N端子をローにしてスイッチングトランジスタ47をオ
ンして、DC/DCコンバータ42をオンするが、電池
41の電圧が低下するために、電圧検出回路51がロー
になり、スイッチングトランジスタ52をオンすること
で、スイッチングトランジスタ47をオフしてDC/D
Cコンバータ42をオフする。この後、電池41の出力
電圧が上昇し、再度電圧検出回路51がハイとなり、D
C/DCコンバータ42をオンする。
【0026】そして、DC/DCコンバータ42のオン
/オフを繰り返す後、マイコン45は前述第1実施例と
同様に電圧検出回路50により所定時間DC/DCコン
バータ42がオンしないことを検出し、電源部に異常が
あるものと判断し、DCON端子をハイにしてDC/D
Cコンバータ42の起動を中止して、回路の動作を行わ
ないようにする。これらの動作は前述第1実施例の図2
に示すものと同様である。これにより、内部抵抗の高い
電池が装着された場合にも、マイコン45はリセットと
DC/DCコンバータ42のオンを電池が完全になくな
るまで繰り返すことがなくなる。
【0027】なお、これらの実施例ではマイコンの電源
をDC/DCコンバータの出力から供給しているが、電
池から直接供給するようにしてもよい。また、以上の実
施例ではDC/DCコンバータの制御をスイッチングト
ランジスタを用いて行っているが、CMOSロジックな
どを用いてマイコンと電圧検出回路からの制御をDC/
DCコンバータに伝えるようにしてもよい。さらに、マ
イコンの代わりに、他のロジック回路などの制御回路を
用いてもよい。
【0028】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように電源電池
に接続された電源回路(DC/DCコンバータ)をオン
/オフ制御する制御回路(マイクロコンピュータ)と、
該制御回路に供給される電源が低下した際に、該制御回
路のリセットを行うための第1の電圧検出回路と、該制
御回路に供給される電源が低下した際に、電源回路をオ
フするための第2の電圧検出回路と、電源回路の出力電
圧を検出する出力検出手段と、該制御回路が電源回路を
オンしてからの時間を計測する計時手段(タイマーカウ
ンタ)を有し、該第2の電圧検出回路は該第1の電圧検
出回路よりも高い電圧で作動するとともに、該制御回路
は電源回路がオンした後、所定時間経過しても該出力検
出手段により、電源回路のオンが検出できない際には電
源回路をオフにするかまたは異常であると判断すること
により、内部抵抗の高い電池が装着された場合でも、制
御回路のリセットと電源回路のオンを電池が完全になく
なるまで繰り返すことを防ぐとともに、内部抵抗の高い
不良電池が装着されたことを確実に検知することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る第1実施例の電源回路のブロック
図である。
【図2】その動作を示すタイミング波形図である。
【図3】本発明の第2実施例の電源回路のブロック図で
ある。
【図4】その動作を示すタイミング波形図である。
【図5】従来例の電源回路のブロック図である。
【符号の説明】
21,41・・電池、22,42・・DC/DCコンバ
ータ、23,24,43,44・・スイッチングダイオ
ード、25,45・・マイクロコンピュータ(マイコ
ン)、26,46・・第1の電圧検出回路、27,47
・・PNPトランジスタ、30,50・・出力電圧検出
回路、31,51・・第2の電圧検出回路、33,55
・・負荷回路。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電源電池に接続された電源回路をオン/
    オフ制御する制御回路と、該制御回路に供給される電源
    が低下した際に、該制御回路のリセットを行うための第
    1の電圧検出回路と、該制御回路に供給される電源が低
    下した際に、電源回路をオフするための第2の電圧検出
    回路と、電源回路の出力電圧を検出する出力検出手段
    と、該制御回路が電源回路をオンしてからの時間を計測
    する計時手段を有し、該第2の電圧検出回路は該第1の
    電圧検出回路よりも高い電圧で作動するとともに、該制
    御回路は電源回路がオンした後、所定時間経過しても該
    出力検出手段により、電源回路のオンが検出できない際
    には電源回路をオフにすることを特徴とする電源回路。
  2. 【請求項2】 該電源回路はDC/DCコンバータであ
    ることを特徴とする請求項1記載の電源回路。
  3. 【請求項3】 該制御回路はマイクロコンピュータで、
    該計時手段はマイクロコンピュータに内蔵されたタイマ
    ーカウンタであることを特徴とする請求項1記載の電源
    回路。
  4. 【請求項4】 電源電池に接続された電源回路をオン/
    オフ制御する制御回路と、該制御回路に供給される電源
    が低下した際に、該制御回路のリセットを行うための第
    1の電圧検出回路と、該制御回路に供給される電源が低
    下した際に、電源回路をオフするための第2の電圧検出
    回路と、電源回路の出力電圧を検出する出力検出手段
    と、該制御回路が電源回路をオンしてからの時間を計測
    する計時手段を有し、該第2の電圧検出回路は該第1の
    電圧検出回路よりも高い電圧で作動するとともに、該制
    御回路は電源回路がオンした後、所定時間経過しても該
    出力検出手段により、電源回路のオンが検出できない際
    には電源回路が異常であると判断することを特徴とする
    電源回路。
  5. 【請求項5】 該電源回路はDC/DCコンバータであ
    ることを特徴とする請求項4記載の電源回路。
  6. 【請求項6】 該制御回路はマイクロコンピュータで、
    該計時手段はマイクロコンピュータに内蔵されたタイマ
    ーカウンタであることを特徴とする請求項4記載の電源
    回路。
JP25605694A 1994-09-27 1994-09-27 電源回路 Pending JPH0898419A (ja)

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