JPS6162321A - 電池エネルギー節約回路 - Google Patents

電池エネルギー節約回路

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JPS6162321A
JPS6162321A JP60181921A JP18192185A JPS6162321A JP S6162321 A JPS6162321 A JP S6162321A JP 60181921 A JP60181921 A JP 60181921A JP 18192185 A JP18192185 A JP 18192185A JP S6162321 A JPS6162321 A JP S6162321A
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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】 本発明は特にページング受信機やポータプルトランシー
バのような電池駆動装置用の電池エネルドー節約回路に
関するものである。
多くの既知の電池エネルギー節約回路は、動作回路(例
えばラジオ受信機の音声段)を電池から切り離す原理に
基づいている。多くの場合、動作回路を電池に接続した
り電池から切り離すスイッチとして、エミッタ接地モー
ドで動作するトランジスタが使用されている。斯かる構
成には、トランジスタ両端間の電圧降下がある用途にお
いて有効電池寿命を約5%減少すると共にトランジスタ
がON状態のときに流れるベース電流が有効電池寿命を
更に約2%減少するという欠点がある。従って、ある場
合には電池エネルギー節約回路は動作回路に対し電池エ
ネルギーの節約を行うことにより節約される電流と略々
同量の電流を消費してしまうことがある。
本発明の目的は電池エネルギー節約回路により消費され
る電流を著しく低減することにある。
本発明電池エネルギー節約回路は動作回路により消費さ
れる電流を完全に決定する対向電流ミラー型の電流基準
回路と、該電流基準回路内の電流を引き出し得る点に結
合された制御回路とを具え、該制御回路が叶F信号に応
答して前記基準回路の電流の一部分を転流して前記基準
回路がその常規ON状態電流を維持し得なくなってこれ
に応答してOFF状態になるようにし、これにより動作
回路及び制御回路が何の電流も流さないようにしたここ
とを特徴とする。
必要に応じ、本発明電池エネルギー節約回路は更にON
信号に応答して基準回路に電流を注入してON状態への
遷移を加速する手段を含むことができる。
対向電流ミラー型の基準回路を使用することにより電池
は再充電又は交替のために取外すまで動作回路に連続的
に接続されるため、半導体スイッチにおける電流量が避
けられる。動作回路に供給される電流をスイッチオン又
はスイッチオフするのに消費される電流量は殆ど無視で
きる。更に、ターンオフ及びターンオン時間が短いので
、音声信号に関する限りこの時間は瞬間的とみなすこと
ができる。
本発明の一例においては、制御回路はベース回路に制御
信号が供給される接合トランジスタを具えるものとする
。この目的のために接合トランジスタを用いる利点は制
御信号を例えばページング受信機のような受信機をスイ
ッチオン及びオフするタイミング信号を得るのに使用し
得る論理回路に使用される電圧とコンパチブルにするこ
とができる点にある。
本発明の他の例においては、制御回路はエミ/夕を相互
接続してロングテールペアとして接続した同一導電型の
第1及び第2トランジスタを具えるものとする。第1ト
ランジスタのコレクタと相互接続エミッタを対向電流ミ
ラー間の電流通路内に接続する。第2トランジスタのコ
レクタを電圧供給ラインに結合する。制御入力端子を第
1トランジスタのベースに接続し、第2トランジスタの
ベースを基準電圧点に接続する。動作中、制御入力端子
の電圧が基準電圧より大きくなると、回路はON状態に
なり、制御電圧が基準電圧より低くなると回路はOFF
状態になる。これがため、基準電圧を変えることにより
回路の動作に若干のフレキシビリティが得られる。
2個以上の制御回路が存在し、各々が関連する基準回路
を有する場合には、これら制御回路の入力端子を結ぶ共
通信号バスを設けることができる。
図面につき本発明を説明する。
第1図において、動作回路10(ラジオ受信機の一部分
、例えばオーディオセクションとし得る)は複数個の動
作部分を含み、各動作部分の動作は所定のトランジスタ
12.14.16により流される電流に依存する。流さ
れる電流は、回路IOに接続された電池20の端子電圧
と略々無関係にその電流を設定する電流基準回路18に
より調整される。電流基準回路18は対向電流ミラー型
のものであって2つの安定状態、即ち電流がIのON状
態と電流が零のOFF状態とを有する。このタイプの電
流基準回路自体はrlntegration of A
nalogue Electroniccircuts
″’ J、Dav+dse著、Academic Pr
ess発行、第95〜98頁から既知である。このタイ
プの基準回路においては一般に設計者はこの基準回路を
通常の如く電池20を接続することにより付勢するとき
この基準回路は零電流状態になり、目的とする他方の安
定状態にならないことがある点に注意を要する。
電流基準回路18の状態は、制御回路22を回路18内
の電流を引き出すことができる点に接続することにより
予想通りに制御することができる。制御回路22はOF
F論理信号に応答して基準回路18の電流の一部分を転
流して回路18をOFF状態にせしめ、これにより動作
回路10及び制御回路22が何の電流も取り得ないよう
にする。電流は基準回路18がON状態からOFF状態
へ及びその逆へ変化する間のみ制御回路22により流さ
れる。基準回路18を動作回路10が電流を流すON状
態に急速になるようにするために、制御回路22により
回路18に電荷が注入される。
第2図は動作回路10と制御回路22に結合された電流
基準回路18の簡単な例を示す。本例回路18は2個の
対向電流ミラー回路28.30を具える。回路28はベ
ースが相互接続された2個の同一のPNP  )ランジ
スタ32.34を具え、トランジスタ32はベース電極
とコレクタ電極が相互接続されたダイオードとして動作
する。回路30は2個の同一でないNPNトランジスタ
36.38を具える。トランジスタ36と関連する記号
“n ”はトランジスタ36がトランジスタ38のエミ
ッタ面積のn倍のエミッタ面積を有すること、即ちトラ
ンジスタ38と同一タイプのトランジスタのn倍である
ことを示す。トランジスタ38のベース電極とコレクタ
電極は相互接続すると共にトランジスタ34のコレクタ
電極に接続する。
トランジスタ36のコレクタはトランジスタ32のコレ
クタ/ベース電極に接続する。抵抗Rをトランジスタ3
6のエミッタ回路内に接続する。
回路28.30を上述のように相互接続すると、下側回
路30の電流利得が抵抗R両端間の電圧降下■により1
に低下した電流安定状態が存在する。
この電流安定状態においては I −R= (KT/q) log(n)が成立する。
従って電流Iはl/Rに比例すると共にlog (n)
にも比例する。電流Iは電源電圧とは上式に含まれない
二次項の影響を受けるのみである。
■=゛0においてOFF安定状態が存在する。これはI
=0おいてはこれらトランジスタの利得が零になるため
であり、この状態では上式は成立しない。
図示の制御回路22はエミッターベース通路をトランジ
スタ36.38のベース電極と電圧ライン42との間に
接続した単一のPNP  )ランジスク40を具える。
小容量値(数マイクロファラッド)のコンデンサ44を
トランジスタ40のエミッターベースとの間に接続する
電流基準回路18がON状態であるものとすると、基準
電流Iが電源電圧と無関係に設定されると共に動作回路
10が電流■を流す。この状態においてはトランジスタ
40のエミッタとライン42との間に約0.6ボルトの
電圧が存在する。制御入力端子24の制御信号が高値か
ら低値になると(第2図の場合にはライン42の電圧に
対し負になると)、電流Iの一部分がトランジスタ40
のエミッタ回路に分流される。この再生動作の結果とし
て基準回路18はON状態電流を維持し得なくなり、極
めて急速にI=0のOFF状態になり、従って関連する
動作回路10の電流が雰により、これによりこの回路1
0が不作動にされると共にトランジスタ40のエミッタ
ーコレクタ通路の電流が零になる。
基準回路から分流により除去される電流Iの部分はnの
値に依存し、n=2のときはこの電流部分は17%にな
る。
nの値は通常は小さく維持して過度の雑音を避ける必要
があり、nを大きくすると電流の一層大きな部分を分流
しなければならない。
動作回路10の動作電流を再設定するためには、入力端
子24の制御信号を低値から高値に変化させ、コンデン
サ44及びトランジスタの接合面の残留電荷を基準回路
18に注入して回路18をON状態に切換える。これを
第4c図に示す。
第3図に示す実施回路は第2図の簡単回路とは、トラン
ジスタ32.38のベース−コレクタ相互接続の代わり
にエミッタホロワトランジスタ46.48を設け、トラ
ンジスタ40のエミッタをトランジスタ38のコレクタ
とトランジスタ48のベースとの接続点50に接続した
点が相違する。エミッタホロワ46゜48を設けること
により電流■の精度が多数のトランジスタを具える動作
回路10により劣化するのを避けることができる。トラ
ンジスタ40のエミッタを接続点50に接続することは
、そのエミッタとライン42との間に1.2Vの電圧差
が存在することを意味する。このことは電流基準回路を
ターンオフするのに制御電圧を負にする必要がなくなり
、従って基準回路18及び制御回路22は入力端子24
におけるトランジェントによりターンオンされ難くなり
、このターンオンは“OFF“状態中の制御信号の正確
なレベルにのみ応答するようになるという利点をもたら
す。
第4八〜4Dにつき説明すると、基準回路がONのとき
、入力端子24の制御電圧■。は高値であり、トランジ
スタ40のベース/エミッタ接合は逆バイアスであるか
らトランジスタ40により何の電流も引出されない。時
間t1において制御電圧が低値に変化するとトランジス
タ40は順方向にバイアスされ、基準回路18から電流
Iを分流する。回路18が電流の損失のためにON状態
を維持し得なくなると、この回路はOFF状態になり、
トランジスタ40及び動作回路10は何の電流も流さな
くなる。これは本質的に静的なプロセスである。1.−
1.中導通するトランジスタ40により流されるベース
電流zb(第4b図)は代表的には基準回路のON電流
の1%以下である。
逆に、時間t3において制御電圧■。が再び高値になる
と、0.6ボルトと1.2ボルトの間の電圧においてコ
ンデンサ44の電荷が基準回路18に注入されてこの回
路がON状態になるため電流Iが時間t4において略々
瞬間的に高レベルに増大する。このとき動作回路10は
再び電流を流し、動作状態になる。これは動的なプロセ
スであり、電流IC(第4C図)は制御信号の変化速度
の関数である。
図において制御回路22はPNP  )ランジスク40
を具えるが、制御回路22′に示すようにNPN  ト
ランジスタ40′を用い、そのエミッターコレクタ通路
をトランジスタ32のそれと並列に接続してもよい。
第5及び第6図の回路は本発明の他の実施例を示し、本
例回路は基準電圧V ratをロングテールベアのトラ
ンジスタ60のベース電極に供給すると共に制御電圧■
。を制御入力端子24からロングテールペアの他方のト
ランジスタ62のベースに供給してV r e rと比
較する原理に基づいて動作する。
■oが■rsfより少なくとも100mVだけ大きい間
はトランジスタ62が導通し、電流Iが維持されるが、
V @ r rが■。より大きくなるとその状態は逆転
し、電流■が急激に零に減少する。
特に15図について説明すると、トランジスタ60、6
2はNPN型で、それらの共通接続エミッタはトランジ
スタ36のコレクタ回路に接続しである。
トランジスタ60のコレクタを電圧供給ラインに接続す
ると共にトランジスタ62のコレクタをトランジスタ3
2のコレクタとトランジスタ46のベースとの接続点6
4に接続しである。コンデンサ44は制御入力端子24
と接続点50との間に結合しである。
第6図の場合にはトランジスタ60.62はPNP型で
、第5図に示すものと実際上逆向きに配置され、簡単の
ため詳細な説明は省略する。
第5及び第6図に示す回路の動作原理は既に述べた通り
であり、ここでは細部について述べる。
入力制御電圧■。がV r e fより高いときは、ト
ランジスタ62が導通し、トランジスタ60が非導通に
なる。制御信号が高電位から低電位になると、トランジ
スタ60が導通し、トランジスタ32及び62のコレク
ターエミッタ通路の電流をトランジスタ60を経て電圧
供給ラインに分流する。この再生動作の結果として対向
電流ミラー回路28.30を具える基準回路はON状態
電流を維持し得なくなり、極めて急速にI=0のOFF
状態になる。
動作電流Iを外部回路(図示せず)に再設定するために
制御信号■。を低値から高値に変化させると、トランジ
スタ60がカットオフし、トランジスタ62が完全に導
通する。このときコンデンサ44の残留電荷が回路に注
入されてそのスイッチオンを加速する。
■、1の値を変えることにより第5及び第6図の回路を
ON及びOFF間の状態切換えを生せしめるのに必要な
制御電圧のレベルを変えることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は動作回路と本発明による電池エネルギー節約回
路を示すブロック回路図、 第2図は本発明電池エネルギー節約回路の簡単化した例
の回路図、 第3図は本発明電池エネルギー節約回路の実施例の回路
図、 第4A〜4D図は第3図に示す回路の動作説明用波形図
、 第5及び第6図は本発明の他の実施例の回路図である。 10、10 ’・・・動作回路 12〜16・・・トランジスタ 18、18 ’・・・電流基準回路 20・・・電池 22、22 ’・・・制御回路 24.24’・・・制御信号入力端子 26・・・共通信号バス 28、30・・・電流ミラー回路 32、34・・・PNP  )ランジスタ36、38・
・・NPN  )ランジスタR・・・抵抗      
40・・・PNP  トランジスタ44・・・コンデン

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、動作回路で消費される電流を完全に決定する対向電
    流ミラー型の電流基準回路と、該電流基準回路内の電流
    を引き出し得る点に結合された制御回路とを具え、該制
    御回路はOFF信号に応答して前記基準回路の電流の一
    部分を分流して前記基準回路がその常規ON状態電流を
    維持し得なくなってOFF状態になるようにし、これに
    より前記動作回路及び制御回路が何の電流も流さないよ
    うに構成したことを特徴とする電池エネルギー節約回路
    。 2、前記基準回路の対向電流ミラーの各々は同一導電型
    の一対のトランジスタを具え、一方のトランジスタ対の
    導電型は他方のトランジスタ対の導電型と反対導電型で
    あり、且つ各電流ミラーはベース及びエミッタ電極が各
    トランジスタ対の一方のトランジスのコレクタ及びベー
    ス電極間にそれぞれ接続されたエミッタホロワトランジ
    スタを具え、且つ前記制御回路は一方の電流ミラーの一
    方のトランジスタのコレクタ電極に接続してあることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の電池エネルギー
    節約回路。 3、前記制御回路はON信号に応答して電流を前記基準
    回路に注入して前記基準回路のON状態への遷移を加速
    する手段を含むことを特徴とする特許請求の範囲第1又
    は2項記載の電池エネルギー節約回路。 4、前記電流注入手段は前記制御回路内の一点と前記基
    準回路内の一点との間に接続したコンデンサを具えるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第3項記載の電池エネル
    ギー節約回路。 5、前記制御回路はエミッタ電極が前記基準回路の一方
    の電流ミラーの出力端子に接続された接合トランジスタ
    を具えることを特徴とする特許請求の範囲第1〜4項の
    何れに記載の電池エネルギー節約回路。 7、前記制御回路はON信号に応答して電流を前記基準
    回路に注入して前記基準回路のON状態への遷移を加速
    する手段を含み、該電流注入手段は前記接合トランジス
    タのエミッタ及びベース電極間に接続されたコンデンサ
    を具えることを特徴とする特許請求の範囲第5項記載の
    電池エネルギー節約回路。 8、前記制御回路はエミッタを相互接続してロングテー
    ルペアとして接続した同一導電型の第1及び第2トラン
    ジスタを具え、且つ第1トランジスタのコレクタ及び相
    互接続エミッタを2個の対向電流ミラー間の電流通路内
    に接続し、且つ第2トランジスタのコレクタを電圧供給
    ラインに結合し且つ制御入力端子を第1トランジスタの
    ベースに結合し、且つ第2トランジスタのベースを基準
    電圧点に接続したことを特徴とする特許請求の範囲第1
    〜4項の何れかに記載の電池エネルギー節約回路。 8、複数個の制御回路を具え、各制御回路は各別の電流
    基準回路に接続され、且つこれら制御回路の入力端子を
    結ぶ共通の信号バスを具えることを特徴とする特許請求
    の範囲第1〜7項の何れかに記載の電池エネルギー節約
    回路。
JP60181921A 1984-08-22 1985-08-21 電池エネルギー節約回路 Granted JPS6162321A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB8421315 1984-08-22
GB08421315A GB2163614A (en) 1984-08-22 1984-08-22 Battery economising circuit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6162321A true JPS6162321A (ja) 1986-03-31
JPH0548054B2 JPH0548054B2 (ja) 1993-07-20

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Country Status (7)

Country Link
US (1) US4683414A (ja)
EP (1) EP0173367B1 (ja)
JP (1) JPS6162321A (ja)
AU (1) AU576998B2 (ja)
CA (1) CA1256939A (ja)
DE (1) DE3580545D1 (ja)
GB (1) GB2163614A (ja)

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