JPS6377334A - バツテリバツクアツプ回路 - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） この発明は、例えばＲＡＭメモリ等を電源のオフ時等に
バックアップするためのバッテリバックアップ回路に関
する。

（従来の技術） 従来のバッテリバックアップ回路としては、例えば第３
図に示すようなものがある。

第３図中、１は商用周波数の交流電源、２０は整流回路
等を備えた直流用の電源で、電源２０から電源電圧（＋
）Ｅ＋　が出力される。

電源２０の出力端子は、順方向接続の第１のダイオード
Ｄ１を介してＲＡＭメモリ等を備えた被バックアップ装
置３に接続されている。

４は、バックアップ用のバッテリで、バツテリ電圧（＋
）Ｅ２の出力端子が、順方向接続の第２のダイオードＤ
２を介して被バックアップ装置３に接続されている。

第１、第２のダイオードＤ＋　、Ｄ２は、逆流防止とス
イッチとしての機能を備えている。

そして電源電圧（＋）Ｅｌ　およびバッテリ電圧（＋）
Ｅ２が、Ｅｌ　＞Ｅ２の関係に設定され、正常時には第
１のダイオードＤ１がオンで、第２のダイオードＤ２が
オフとなり、被バックアップ装置３に正規の電源電圧（
＋）Ｅｌ　が供給される。

電源２０がオフされると、第１のダイオードＤ１がオフ
で、第２のダイオードＤ２がオンに反転し、被バックア
ップ装置３には、バッテリ電圧（＋）Ｅ２が供給されて
ＲＡＭメモリ等の記憶データが保持される。

（発明が解決しようとする問題点） 従来のバッテリバックアップ回路では、バッテリ４のス
イッチとして第２のダイオードＤ２が用いられ、正常時
には、この第２のダイオードＤ２を逆バイアスすること
により、スイッチオフの機能を持たせていた。

しかしながら、ダイオードスイッチは、比較的漏れ電流
が大きいので、使用が長期間に亘ると、バッテリ電圧（
十）Ｅ２が低下して、電源が切れたときに十分なバック
アップ作用ができなくなるおそれがある。

第２のダイオードＤ２の漏れ電流を少なくするためには
、電源電圧（＋）Ｅｌを高くして第２のダイオードＤ２
の逆バイアス電圧を高くすることが考えられるが、バッ
テリバックアップ回路の使用目的からして、電源電圧（
＋）Ｅｌ　とバッテリ電圧（＋）Ｅ２との電圧差を大き
くすることには限度があり、また使用される回路素子の
耐圧からも、電源電圧（＋）Ｅｌ　を余り高くすること
はできない。

このため従来のバッテリバックアップ回路にあっては、
バッテリ４からの漏れ電流を十分低くすることができず
、長期間の使用には不向きであるという問題点があった
。

この発明は上記事情に基づいてなされたもので、バッテ
リからの漏れ電流を十分に低くして、長期間の使用にお
いても確実なバックアップ作用が保証されるバッテリバ
ックアップ回路を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） この発明は上記問題点を解決するために電源電圧が所定
電圧よりも低下したとき被バックアップ装置にバックア
ップ用の電圧を供給するためのバッテリと、該バッテリ
の電圧供給線路に接続されたＦＥＴスイッチと、前記電
８ｉ電圧の変動に応動して前記ＦＥＴスイッチに制御用
のバイアス電圧を設定し、当該電源電圧が所定電圧以上
のときは前記ＦＥＴスイッチをオフ状態とし、該電源電
圧が所定電圧よりも低いときは前記ＦＥＴスイッチをオ
ン状態に転じさせるバイアス電圧設定手段とを有する構
成としたものである。

（作用） 電源電圧が所定電圧以上で、被バックアップ装置に正常
な電源電圧供給がされているとぎは、バイアス電圧設定
手段によりオフ用のバイアス電圧がＦＥＴスイッチに設
定され、バッテリの電圧供給線路に接続されたＦＥＴス
イッチはオフとなる。

このとき、ＦＥＴスイッチは数千ＭΩ以上の高インピー
ダンス状態となるので、バッテリからの漏れ電流はゼロ
に近いものとなり、長期間の使用においてもバッテリ電
圧の低下は、極く微小に抑えられる。

電源電圧が所定電圧よりも低くなると、バイアス電圧設
定手段の設定バイアス電圧は、オン用のバイアス電圧と
なり、ＦＥＴスイッチがオンに転じて、被バックアップ
装置はバッテリ電圧によりバックアップされる。

（実施例） 以下この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、この発明の一実施例を示す図である。

なお、第１図および後述の第２図において、前記第３図
における機器および回路素子等と同一ないし均等のもの
は、前記と同一符号を以って示し重複した説明を省略す
る。

まず構成を説明すると、この実施例では、バッテリ４の
電圧供給線路にＦＥＴスイッチＱが接続されている。

そして、このＦＥＴスイッチＱにオン・オフ制御用のバ
イアス電圧を設定するため、次のようなバイアス設定手
段が配設されている。

即ち、まず電源２内に、所定のバイアス用電圧（−）Ｅ
３を発生するバイアス電圧源が組込まれている。

電源２から電源電圧（＋）Ｅ＋が出力されるとき、これ
に応動して、バイアス電圧源から（−）Ｅ３のバイアス
用電圧が出力される。

またバイアス用電圧（−）Ｅ３の出力端子が、順方向接
続のツェナダイオード５を介してＦＥＴスイッチＱのゲ
ートに接続され、ざらにＦＥＴスイッチＱのゲート・ソ
ース間にバイアス設定用抵抗Ｒが接続されている。

電源電圧（＋）Ｅ＋から第１のダイオードＤ１の順方向
電圧降下（約０．６Ｖ）を差引いた電源供給電圧（＋）
Ｅｏ　とバイアス用電圧（−）Ｅ３との電圧差が、ツェ
ナダイオード５のツェナ電圧ＶＺを越えたとき、バイア
ス設定用抵抗Ｒに電流が流れてＦＥＴスイッチＱに所要
のバイアス電圧が設定される。

而して上記のバイアス電圧源、ツェナダイオード５およ
びバイアス設定用抵抗Ｒにより、バイアス電圧源が構成
される。

次に作用を説明する。

電源２がオン操作されて、その出力端子から電源電圧（
＋）Ｅ＋が出力されているとき、被バンクアップ装置３
には、この電源電圧（十）Ｅ＋から第１のダイオードで
Ｄｌの順方向電圧降下を差引いた電源供給電圧（＋）Ｅ
ｏが正常に供給される。

このとき、ＦＥＴスイッチＱのゲート・ソース間には、
バイアス電圧設定手段により次式で示すようなバイアス
電圧ＶｂＳ設定されて、ＦＥＴスイッヂＱはオフとなっ
ている。

Ｖｂ＝ｆ：＋　　＋Ｖｚ−Ｅｏ　　　　　　　　　　　
　・・・＜１＞いま、これを数値例を用いて、さらに説
明する。

電源電圧Ｅ＋　＝５Ｖ、バッテリ電圧Ｅ２　＝５Ｖバイ
アス用電圧Ｅ３−−１５Ｖ、ツェナ電圧Ｖｚ＝１０Ｖ、
ＦＥＴスイッチＱピンチオフ電圧（ドレイン・ソース間
がオフとなるゲート・ソース間電圧）Ｖｐ＝−５Ｖであ
るものとする。

この数値例を前記（１）式に代入すると、Ｖｂ＝−１５
＋１０−４．４−−９．４　（Ｖ）となる。このバイア
ス電圧ｖｂは、ピンチオフ電圧Ｖｐ以上であるので、Ｆ
ＥＴスイッチＱは、完全にオフ状態に設定される。

そしてＦＥＴスイッチＱがオフ状態にあるとき、そのド
レイン・ソース間のインピーダンスは、数壬ＭΩ以上の
高インピーダンス状態となるので、バッテリ４からの漏
れ電流はゼロに近いものとなり、長期間の使用において
もバッテリ電圧の低下は、極く微小に抑えられる。

一方、電源２がオフされると、ｆｆｆ　ＦＡ　Ｔｉ圧（
＋）ＥｌがゼロＶとなり、またこれとともに、バイアス
電圧源からのバイアス用電圧（−）Ｅ３もゼロＶとなる
。

この結果、ツェナダイオード５に加わる電圧がツェナ電
圧Ｖｚ以下となり、ツェナダイオード５がオフとなって
、バイアス設定用抵抗Ｒへ電流が流れなくなる。これに
よりＦＥＴスイッチＱのゲート・ソース間の電圧は、ピ
ンチオフ電圧■ｐ以下となって、当該ＦＥＴスイッチＱ
がオンに転じ、被バックアップ装置３は、バッテリ電圧
子Ｅ２によりバックアップされる。

ここで、ＦＥＴスイッチＱがオンに転じるバイアス用電
圧（−）Ｅ３を求めると、前記（１）式を変形した次式
により求めることができる。

Ｅ　３　＝　Ｖ　Ｄ　−Ｖ　Ｚ　＋　Ｅ　ｏ　　　　　
　　　−＜２＞上式に前記の数値例を代入すると、 Ｅ３　＝−５−１０＋４．４＝−１０，６（Ｖ）したが
って電源電圧（＋）Ｅ＋の電圧低下に応動して、バイア
ス電圧源からのバイアス用電圧（−）Ｅ３が、例えば−
１０，６（Ｖ）まで低下すると、この電圧点で被バック
アップ装置３の電電源は、バッテリ４に切換えられ、よ
り一層確実なバッテリバックアップが行なわれる。

次に第２図には、この発明の他の実施例を示す。

この実施例は、バイアス用電圧（−）Ｅ３の出力線路に
、光結合素子６を接続し、その出力端子７ａ、７ｂから
停電検出信号が取出せるようにしたものである。

被バックアップ装置３に、電源２から電源電圧（＋）Ｅ
ｌ　が正常に供給されているときは、ツェナダイオード
５がオンとなって光結合素子６における発光素子８に電
流が流れ、受光素子９からの受光出力が、正常状態信号
として出力される。

一方、電源２がオフとなって、被バックアップ装置３が
バッテリ４によるバックアップ状態になると、前記のよ
うにツェナダイオード５がオフとなる。この結果発光素
子８に電流が流れなくなり、受光素子９の出力がゼロと
なって停電検出信号が得られる。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明の構成によれば、電源電
圧が所定電圧以上で、被バックアップ装置に正常な電源
電圧供給がされているときは、バイアス電圧設定手段に
よりオフ用のバイアス電圧がＦＥＴスイッチに設定され
、このＦＥＴスイッチによりバッテリの電圧供給線路が
オフされる。このとき、ＦＥＴスイッチは数千ＭΩ以上
の高インピーダンス状態となるので、バッテリからの漏
れ電流はゼロに近いものとなり、長期間の使用において
もバッテリ電圧の低下は極く微小に抑えられて確実なバ
ックアップ作用が保証されるという利点がある。

またＦＥＴスイッチは、電源電圧の変動に応動したバイ
アス電圧設定手段の設定バイアス電圧によりオフ制御さ
れるので、電源電圧が一定値まで低下したとき、その設
定バイアス電圧点で被バックアップ装置の電源を確実に
バッテリに切換えることができ、この点においても確実
なバックアップ作用が保証されるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るバッテリバックアップ回路の一
実施例を示す回路図、第２図はこの発明の他の実施例を
示す回路図、第３図は従来のバッテリバックアップ回路
を示す回路図である。 ２：バイアス電圧源を含む電源、 ３：被バックアップ装置、 ４：バッテリ、 ５：バイアス電圧設定手段を構成するツェナダイオード
、 Ｑ　：　ＦＥＴスイッチ、 Ｒ：バイアス電圧設定手段を構成するバイアス設定用抵
抗。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電源電圧が所定電圧よりも低下したとき被バック
   アップ装置にバックアップ用の電圧を供給するためのバ
   ッテリと、 該バッテリの電圧供給線路に接続されたＦＥＴスイッチ
   と、 前記電源電圧の変動に応動して前記ＦＥＴスイッチに制
   御用のバイアス電圧を設定し、当該電源電圧が所定電圧
   以上のときは前記ＦＥＴスイッチをオフ状態とし、該電
   源電圧が所定電圧よりも低いときは前記ＦＥＴスイッチ
   をオン状態に転じさせるバイアス電圧設定手段とを有す
   ることを特徴とするバッテリバックアップ回路。
2. （２）前記バイアス電圧設定手段は、電源電圧が所定電
   圧以上のときに所定のバイアス用電圧を発生するバイア
   ス電圧源と、該バイアス電圧源およびＦＥＴスイッチの
   ゲートの間に接続されたツェナダイオードと、ＦＥＴス
   イッチのゲート・ソース間に接続されたバイアス設定用
   抵抗とで構成したものであることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載のバッテリバックアップ回路。