WO2011045858A1 - 回路基板および電子機器 - Google Patents

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WO2011045858A1
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power source
circuit
degradable component
circuit board
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英洋 浅野
十四広 宮本
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富士通株式会社
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    • G11C16/349Arrangements for evaluating degradation, retention or wearout, e.g. by counting erase cycles
    • G11C16/3495Circuits or methods to detect or delay wearout of nonvolatile EPROM or EEPROM memory devices, e.g. by counting numbers of erase or reprogram cycles, by using multiple memory areas serially or cyclically

Definitions

  • This disclosure relates to circuit boards and electronic devices.
  • Circuit components are built into electronic devices such as computers and mobile phones.
  • a circuit board on which circuit components are mounted is incorporated on a printed board (wiring board).
  • circuit components have characteristics that deteriorate for some reason.
  • Various causes for deteriorating the characteristics of circuit components are also known. Then, a coping method according to the cause has been proposed (see, for example, Patent Documents 1 to 4).
  • circuit components whose characteristics deteriorate such as electrolytic capacitors and flash memories, may deteriorate their electric characteristics when left for a long period of time such as six months or one year.
  • a long period of time such as six months or one year.
  • the circuit board is stored alone as a maintenance inventory, it is considered that long-term storage is likely to occur. Further, even after the circuit board is incorporated in an electronic device, the above long-term storage can occur. Furthermore, considering future trends in view of technical and social situations, it is also desired to extend the product life of circuit boards and electronic devices.
  • the basic form of the circuit board and electronic device that achieves the above object is the power of the first power source configured on the wiring board including the wiring board and a degradable component that deteriorates when left unpowered. And a circuit that operates. Furthermore, this basic form is configured such that the at least the degradable component is intermittently energized by the second power source mounted on the wiring substrate and the power of the second power source. And a control unit. In the case of the basic form of the electronic device, the first power source is further provided.
  • the energization control unit includes a timer for measuring elapsed time.
  • the energization control unit also includes an elapsed energization unit that temporarily energizes at least the degradable component with the power of the second power source when the elapsed time measured by the timer reaches a predetermined reference time. I have.
  • the energization control unit includes a reset unit that resets the timer when the degradable component is energized by the first and / or second power sources.
  • the first application mode it is possible to realize periodic energization of the deteriorating parts with a simple energization control unit constituted by a timer or the like.
  • the energization control unit includes a supply confirmation unit that confirms whether power is supplied from the first power source to the circuit. Further, the energization control unit in the second application mode is a non-power-supply time period in which at least the deteriorating component is temporarily energized with the power of the second power source when the supply confirmation unit confirms that there is no supply. An energization unit is provided.
  • the power supply from the second power supply is avoided because the power supply from the second power supply is avoided.
  • the first embodiment described below with reference to the drawings corresponds to a specific embodiment for the basic form described above, and also corresponds to a specific embodiment for the first application form and the second application form. .
  • FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment.
  • the type of electronic device 1 shown in Part (A) of FIG. 1 is not particularly limited here.
  • an information processing device represented by a personal computer or a server a communication device represented by a communication base station or a communication terminal, This corresponds to home appliances such as television and video.
  • This electronic device 1 corresponds to a specific first embodiment of the electronic device described above for the basic mode.
  • the main power supply 20 is a constant voltage power supply that obtains power from an external AC power supply (not shown) and applies a DC voltage to the circuit board 10.
  • the circuit board 10 includes a wiring board 17 and a circuit 13 provided on the wiring board 17.
  • the circuit 13 includes a non-degradable component group 11 whose electrical characteristics do not deteriorate even when not energized, and a degradable component group 12 whose electrical characteristics degrade when not energized, such as an electrolytic capacitor or a flash memory. . For example, when the non-energization is prolonged for an electrolytic capacitor, the oxide film that functions as an electrode breaks down, and the oxide film and the electrolytic solution become conductive.
  • Parts belonging to the degradable parts group 12 maintain their electrical characteristics for a long time when energization and non-energization are appropriately repeated.
  • the electrical characteristics of the parts belonging to the non-degradable parts group 11 do not deteriorate even if the non-energization is continued for a long time. Conversely, some of the parts belonging to the non-degradable parts group 11 have their electrical characteristics deteriorated when energized for a long period of time. Therefore, in order to extend the life of the circuit board 10 and the electronic device 1, it is desirable to avoid energizing the non-degradable component group 11 as much as possible.
  • FIG. 1 only shows the concept that the circuit 13 includes a non-degradable component group 11 and a degradable component group 12. That is, FIG. 1 does not show the positional relationship between the non-degradable component group 11 and the degradable component group 12 in the circuit 13.
  • a sub power supply 14 In addition to the circuit 13, a sub power supply 14, a control IC 15, and switches 16 and 16 ′ are also provided on the wiring board 17 of the circuit board 10. Specifically, a lithium battery is used as the sub power source 14. Furthermore, a connector 18 for connecting the circuit board 10 and the main power supply 20 is also provided on the wiring board 17.
  • the components outside the circuit board 10 include a non-degradable component group 30 that does not deteriorate when de-energized and a degradable component group 40 that deteriorates when de-energized.
  • the circuit board 10 corresponds to the specific first embodiment of the circuit board described above for the basic form.
  • the wiring board 17 corresponds to an example of the wiring board in the basic mode.
  • the main power supply 20 corresponds to an example of the first power supply in the basic form.
  • the circuit 13 on the circuit board 10 corresponds to an example of the circuit in the basic form.
  • Components belonging to the degradable component group 12 on the circuit board 10 correspond to an example of degradable components in the basic form.
  • the sub power supply 14 corresponds to an example of a second power supply in the basic form.
  • the control IC 15 and the switches 16 and 16 ' constitute an example of the energization control unit in the basic form.
  • the main power source 20 is connected to the circuit board 10 by a connector 18. Then, power is supplied to the circuit 13 on the circuit board 10 through the connector 18 by the above-described DC voltage. More specifically, power is supplied to both the non-degradable component group 11 and the degradable component group 12 included in the circuit 13.
  • the circuit 13 to which power is supplied operates with the supplied power.
  • the operation of the circuit 13 is an information processing operation if the electronic device 1 shown in FIG. 1 is an information processing device, a communication processing operation if it is a communication device, and a product operation if it is a home appliance. is there.
  • the main power supply 20 also directly supplies power to the non-degradable component group 30 outside the circuit board 10.
  • the main power supply 20 supplies power to the degradable component group 40 outside the circuit board 10 via the circuit board 10.
  • Such power supply by the main power supply 20 is turned on / off by a power switch (not shown) being directed by a user operation or an on / off signal.
  • the sub power supply 14 on the circuit board 10 supplies power to the control IC 15, and also passes through the switch 16 to the degradable component group 12 on the circuit board 10 and the degradable component group 40 outside the circuit board 10. Supply power.
  • Each component belonging to the degradable component groups 12 and 40 is directly energized with the power of the sub power supply 14.
  • FIG. 1 merely shows the concept that power is supplied to the degradable component groups 12 and 40. A specific supply path for the degradable component groups 12 and 40 will be described in detail later.
  • the control signal from the control IC 15 is output according to the result of the control IC 15 monitoring whether or not power is supplied from the main power supply 20 to the circuit 13 and the like.
  • FIG. 1B shows a functional block diagram of the control IC 15.
  • the control IC 15 includes a monitoring unit 51, a signal output unit 52, and a timer 53 when viewed as internal functions.
  • the timer 53 corresponds to an example of the timer in the first application mode.
  • the signal output unit 52 and the switch 16 constitute an example of the elapsed energization unit in the first application mode.
  • the signal output unit 52 and the monitoring unit 51 constitute an example of the reset unit in the first application mode.
  • the monitoring unit 51 corresponds to an example of a supply confirmation unit in the second applied form.
  • the signal output unit 52, the timer 53, and the switch 16 constitute an example of a non-powered energization unit in the second applied form.
  • the monitoring unit 51 confirms the presence or absence of power supply from the main power supply 20 to the circuit 13 by monitoring the presence or absence of a DC voltage applied to the circuit 13 by the main power supply 20. That is, the monitoring unit 51 uses the voltage signal generated by the DC voltage of the main power supply 20 as a monitoring signal for monitoring the power supply by the main power supply 20. The monitoring result by the monitoring unit 51 is notified to the signal output unit 52.
  • the timer 53 starts time measurement in accordance with an instruction from the signal output unit 52.
  • the timer 53 can measure the elapsed time from each of a plurality of start times. Then, the timer 53 notifies the signal output unit 52 of the time measurement result.
  • the signal output unit 52 outputs a control signal for turning on and off the switches 16 and 16 ′ according to the monitoring result by the monitoring unit 51 and the time measurement result by the timer 53. With the output of such a control signal, the circuit board 10 automatically energizes the degradable component groups 12 and 40 as will be described below.
  • FIG. 2 is a flowchart showing the control operation in the first embodiment.
  • FIG. 1 the elements in FIG. 1 are cited without any particular reference to the figure number.
  • Prior preparation (steps S101 and S102) is performed before the start of the control operation shown in FIG.
  • this advance preparation two times are set for the control IC 15 by setting means (not shown).
  • One is a waiting time T1 until the automatic activation for energizing the degradable component groups 12 and 40.
  • the second is a refresh time T2 required to restore the electrical characteristics of the degradable component groups 12 and 40 by energization.
  • the monitoring unit 51 monitors the presence or absence of the DC voltage of the main power supply 20.
  • a voltage signal that is, a monitoring signal generated by the DC voltage of the main power supply 20 is deasserted (step S103).
  • the monitoring unit 51 confirms the deassertion of the monitoring signal, the monitoring unit 51 notifies the signal output unit 52 of it.
  • the signal output unit 52 causes the timer 53 to start time measurement as the timer A that measures the duration of the main power supply 20 in the off state (step S104).
  • the signal output unit 52 causes the timer 53 to continue the time measurement as the timer A while the measurement time of the timer A does not reach the above-described standby time T1 (step S105; No) (step S106). Then, when the measurement time of the timer A reaches the above-described waiting time T1 (step S105; Yes), the signal output unit 52 outputs a control signal for turning on the switch 16 (step S107). The signal output unit 52 stops the time measurement of the timer A and clears the measurement time of the timer A (that is, resets the timer A). Further, the signal output unit 52 causes the timer 53 to start time measurement as the timer B that measures the energization time to the degradable component groups 12 and 40.
  • each component belonging to the degradable component groups 12 and 40 is directly energized with the power of the sub power supply 14 (step S108).
  • the description of the flowchart of FIG. 2 is temporarily interrupted, and a specific supply path to the degradable component groups 12 and 40 will be described.
  • FIG. 3 is a diagram showing a specific example of the energization path by the sub power supply.
  • energization is performed through a path corresponding to a preferred application mode with respect to the basic mode described above.
  • the preferred application mode includes a first power supply line that guides the power of the first power supply to the circuit, and a second power supply line that guides the power of the second power supply to the degradable component. .
  • the energization control unit controls on / off of the second power supply line. According to this application mode, it is possible to reliably energize the degradable component through the second power supply line.
  • FIG. 3 shows a route corresponding to this preferred application mode.
  • the electrolytic capacitor 81 shown here is a component belonging to the degradable component group 12.
  • the signal processing component 84 is a component belonging to the non-degradable component group 11.
  • the power from the main power supply 20 is supplied to both the electrolytic capacitor 81 and the signal processing component 84 through the power supply line 80.
  • the signal processing component 84 operates with the electric power and outputs an output signal corresponding to the input signal.
  • the electrolytic capacitor 81 is energized with the electric power.
  • power from the sub power source 14 is directly supplied to the electrolytic capacitor 81 through the power line 80.
  • the power from the sub power supply 14 is turned on / off by one of the two switches 16 and 16 'shown in FIG.
  • the electrolytic capacitor 81 is reliably energized with the power.
  • the other switch 16 'of the two switches 16, 16' shown in FIG. 1 is also specifically shown in FIG.
  • the switch 16 ′ is turned off by a control signal when power from the sub power supply 14 is supplied to the power supply line 80, thereby preventing energization of the signal processing component 84.
  • the power supply line 80 when the switch 16 'is on corresponds to an example of the first power supply line in the above-described application mode.
  • the power supply line 80 when the switch 16 'is off corresponds to an example of the second power supply line in the above-described application mode.
  • step S109 When energization by the power of the sub power source 14 is started in step S108, the process proceeds to step S109.
  • the signal output unit 52 causes the timer 53 to continue the time measurement as the timer B while the measurement time of the timer B does not reach the refresh time T2 described above (step S109; No). Further, the signal output unit 52 continues to output a control signal for turning on the switch 16 (step S110). Thereby, during the refresh time T2, energization to the degradable component groups 12 and 40 is maintained, and the characteristics of the components are recovered. Thereafter, when the measurement time of the timer B reaches the above-described refresh time T2 (step S109; Yes), the signal output unit 52 outputs a control signal for turning off the switch 16 (step S111).
  • the signal output unit 52 stops the time measurement of the timer B and clears the measurement time of the timer B (that is, resets the timer B).
  • the signal output unit 52 causes the timer 53 to start measuring time as the timer A. Thereafter, the process returns to step S105 described above, and the operations after step S105 are repeated.
  • the circuit board 10 repeats energization to the degradable component group regularly and autonomously. Since such periodic energization maintains the electrical characteristics of each component belonging to the degradable component group, even when the electronic device 1 is unused and stored for a long time, the circuit board 10 or the electronic device 1 is used. Performance is maintained. Such regular and independent energization is also performed when the circuit board 10 is not incorporated into the electronic device 1 and is stored alone as a stock for maintenance. For this reason, even when the circuit board 10 is stored alone, the performance of the circuit board 10 is maintained for a long time.
  • interrupt processing described below is periodically executed while the control operation shown in FIG. 2 is being executed.
  • FIG. 4 is a flowchart showing interrupt processing in the first embodiment.
  • the interrupt process shown in FIG. 4 is a process periodically executed by interrupting the control operation shown in FIG.
  • the monitoring unit 51 confirms the presence or absence of the DC voltage of the main power supply 20 (step S202).
  • the voltage signal that is, the monitoring signal generated by the DC voltage of the main power supply 20 is deasserted (step S202; No)
  • this interrupt process is terminated.
  • the control operation shown in FIG. 2 is resumed from the interrupted location.
  • step S201 When the power switch of the main power supply 20 is turned on while the control operation shown in FIG. 2 is being executed, the monitoring signal is asserted (step S201). The asserted state of the monitoring signal is confirmed by the monitoring unit 51 when the interrupt process shown in FIG. 4 is started (step S202; Yes). Then, the control IC 15 interrupts the control operation shown in FIG. 2 (step S203). More specifically, the signal output unit 52 outputs a control signal for turning off the switch 16. Thereafter, in step S204, the signal output unit 52 stops the time measurement of the timer A and the timer B and clears the measurement time of the timer A and the timer B (that is, resets the timer A and the timer B). Then, the operation of the control IC 15 returns to the start of the control operation shown in FIG.
  • the interrupt processing shown in FIG. 4 has a role of stopping energization of the degradable component groups 12 and 40 by the sub power source 14 when the main power source 20 is on. As a result, excessive consumption of the power of the sub power supply 14 is avoided, so that the power of the sub power supply 14 lasts longer by the avoided amount.
  • This second embodiment also corresponds to a specific embodiment for the basic form described above.
  • the second embodiment corresponds to a specific embodiment for the first application mode described above, but does not correspond to a specific embodiment for the second application mode.
  • FIG. 5 is a diagram showing the second embodiment.
  • the electronic device 2 shown in FIG. 5 corresponds to the specific second embodiment of the electronic device described above for the basic mode.
  • the electronic device 2 according to the second embodiment is the same as the electronic device 1 according to the first embodiment, except that a circuit board 60 different from the first embodiment is provided.
  • the circuit board 60 shown in FIG. 5 corresponds to the second specific embodiment of the circuit board described above with respect to the basic form.
  • the circuit board 60 of the second embodiment is equivalent to the circuit board 10 of the first embodiment except that a control IC 61 different from that of the first embodiment is provided.
  • the control IC 61 provided in the circuit board 60 shown in Part (A) of FIG. 5 outputs a control signal by operating with the power from the sub power source 14.
  • This control signal is input to the switches 16 and 16 '. That is, the target controlled by the control signal is the same as the control target in the first embodiment.
  • the control IC 61 does not monitor the DC voltage of the main power supply 20. For this reason, the timing at which the control signal is output from the control IC 61 is slightly different from the output timing in the first embodiment.
  • FIG. 5B is a functional block diagram of the control IC 61. As shown in this functional block diagram, the control IC 61 has a timer 53 and a signal output unit 62 as internal functions. However, the control IC 61 does not have a monitoring unit as in the first embodiment. In the second embodiment shown in FIG. 5, the control IC 61 always causes the sub-power supply 14 to energize the degradable component group 12 regularly.
  • the timer 53 corresponds to an example of the timer in the first application mode.
  • the signal output unit 62 and the switches 16 and 16 ′ constitute an example of an elapsed energization unit in the first application mode.
  • the signal output unit 62 corresponds to an example of the reset unit in the first application mode.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the control operation in the second embodiment.
  • the flowchart shown in FIG. 6 is the same as the flowchart shown in FIG. 2 except that step S103 is missing.
  • the control operation according to the flowchart shown in FIG. 6 is started when the sub power source 14 (lithium battery) shown in FIG. 5 is incorporated in the circuit board 60 and power is supplied to the control IC 61. Further, in the second embodiment, there is no interrupt processing for interrupting the control operation of FIG. Therefore, in the second embodiment, regardless of whether or not power is supplied from the main power supply 20, the degradable component group 12 is always energized regularly as long as the power of the sub power supply 14 continues.
  • the circuit board 60 repeats energization to the degradable parts group regularly and autonomously. Therefore, even when the electronic device 1 is unused and stored for a long time or when the circuit board 10 is stored alone for a long time, the performance as the circuit board 10 or the electronic device 1 is maintained.
  • the third embodiment also corresponds to a specific embodiment with respect to the basic form described above.
  • the third embodiment corresponds to a specific embodiment for each of the first application mode and the second application mode described above. Further, the third embodiment also corresponds to a specific embodiment for the next third application mode.
  • the second power source is a common power source that also serves as the first power source.
  • the third application form includes a power supply line that guides the power of the common power supply to the circuit, and a switch that turns the power supply line on and off by an instruction from outside the wiring board.
  • This third application form is a form of a type in which power for operating the circuit on the circuit board is supplied on the circuit board. According to the third application mode, the performance degradation of the circuit board can be suppressed over a long period of time by using the power supplied by the circuit board in the roles of the first power source and the second power source.
  • FIG. 7 is a diagram showing a third embodiment.
  • the circuit board 70 shown in FIG. 7 exhibits a function as an electronic device with the circuit board 70 alone.
  • the circuit board 70 corresponds to the specific third embodiment of the circuit board described above for the basic form, and also corresponds to the specific third embodiment of the electronic device described above for the basic form.
  • circuit board 70 elements equivalent to those provided in the circuit board 10 shown in FIG.
  • the power supply 14 included in the circuit board 70 is the same lithium battery as the sub power supply 14 shown in FIG. 1, but is simply referred to as “power supply” in the third embodiment.
  • the circuit board 70 is provided with a power supply line 71 for guiding the power of the power supply 14 to the circuit 13.
  • the circuit board 70 is also provided with a power switch 72 for turning on and off the power line 71 by an instruction from outside the circuit board 70.
  • the specific content of the “instruction” is not particularly limited.
  • a control signal for controlling the on / off state of the power switch 72 may be input, or a manual operation by the user may be performed. .
  • the circuit board 70 of the third embodiment is the same as the circuit board 10 of the first embodiment, except that the power supply 14 plays both roles of the main power supply 20 and the sub power supply 14 in the first embodiment. It is almost the same thing. Therefore, the control operation and interrupt processing by the control IC 15 in the third embodiment are substantially the same as the control operation in the first embodiment, as will be described below.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the control operation in the third embodiment.
  • step S103 when the voltage applied to the circuit 13 from the sole power source 14 shown in FIG. 7 through the power line 71 is turned off by the power switch 72, the monitoring signal is deasserted (step S103 '). Further, when the switch 16 is turned on in step S107, the degradable component group 12 is energized by the power of the single power source 14 shown in FIG. 7 (step S108 '). The other steps except these two steps S103 'and S108' are equivalent to the steps shown in FIG. Also, as a whole control operation, the control operation represented by the flowchart of FIG. 8 is essentially the same as the control operation represented by the flowchart of FIG.
  • FIG. 9 is a flowchart showing interrupt processing in the third embodiment.
  • step S201 ' when the power switch 72 shown in FIG. 7 is turned on, the monitoring signal is asserted (step S201 ').
  • the other steps except for this one step S201 ' are equivalent to the steps shown in FIG.
  • the interrupt process represented by the flowchart of FIG. 9 is essentially the same as the interrupt process represented by the flowchart of FIG.
  • the performance of the circuit board 70 is maintained over a long period of time while saving the power supplied on the circuit board 70 by executing the above-described control operation and interrupt processing. Can do.

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Abstract

 本件開示の回路基板は、配線基板と、無通電での放置によって劣化を生じる劣化性部品を含んで上記配線基板上に構成された、第1の電源の電力で動作する回路とを備えている。さらに、この回路基板は、上記配線基板上に搭載された第2の電源と、上記第2の電源の電力で少なくとも上記劣化性部品を断続的に通電させる、上記配線基板上に構成された通電制御部とを備えている。本件開示の電子機器は、更に、上記第1の電源も備えている。

Description

回路基板および電子機器
 本件開示は、回路基板および電子機器に関する。
 コンピュータや携帯電話などというような電子機器には回路部品が組み込まれている。また、多くの電子機器では、プリント基板(配線基板)上に回路部品が実装された回路基板が組み込まれている。
 そのような回路部品には何らかの原因で特性が劣化するものが存在する。また、回路部品の特性を劣化させる原因も様々なものが知られている。そして、原因に応じた対処方法が提案されている(例えば特許文献1~特許文献4参照)。
特開平03-48999号公報 特開2005-23734号公報 特開平07-230750号公報 特開平10-62476号公報
 ところで、特性が劣化する回路部品のなかには、電解コンデンサやFlashメモリなどのように、半年や1年などという長期間に亘って放置されると電気的な特性が劣化するものがある。回路基板は、例えば保守用の在庫などとして単体で保管されている場合には長期間の保管が生じ易いと考えられる。また、回路基板が電子機器に組み込まれた後であっても上記のような長期間の保管は生じ得る。更に、技術的情勢や社会的情勢を鑑みた今後の動向を考慮すると、回路基板や電子機器の製品寿命をより長期化することも望まれている。
 従って、長期保管に伴う回路部品の劣化に伴い回路基板および電子機器の性能が低下することが予想される。そして、そのような回路部品の劣化を抑制して回路基板および電子機器の性能低下を抑制する技術が望まれるが、現状では特に提案がない。
 上記事情に鑑み、本件開示は、長期保管による性能低下が抑制された回路基板および電子機器を提供することを目的とする。
 上記目的を達成する回路基板および電子機器の基本形態は、配線基板と、無通電での放置によって劣化を生じる劣化性部品を含んで上記配線基板上に構成された、第1の電源の電力で動作する回路とを備えている。さらに、この基本形態は、上記配線基板上に搭載された第2の電源と、上記第2の電源の電力で少なくとも上記劣化性部品を断続的に通電させる、上記配線基板上に構成された通電制御部とを備えている。電子機器の基本形態の場合には、更に、上記第1の電源も備えている。
 以上説明した回路基板および電子機器の上記基本形態によれば、長期保管による性能低下が抑制される。
第1実施形態を示す図である。 第1実施形態における制御動作を表すフローチャートである。 副電源による通電の経路の具体的な例を示す図である。 第1実施形態における割り込み処理を表すフローチャートである。 第2実施形態を示す図である。 第2実施形態における制御動作を表すフローチャートである。 第3実施形態を示す図である。 第3実施形態における制御動作を表すフローチャートである。 第3実施形態における割り込み処理を表すフローチャートである。
 基本形態について上記説明した回路基板および電子機器に対する具体的な実施形態を、以下図面を参照して説明する。
 上記の基本形態は、劣化性部品が断続的に通電されることで回路部品の劣化が抑制されるものである。その結果、回路基板や電子機器は、長期間に亘って保管されても性能低下は抑制される。このような基本形態に対する好ましい応用形態として第1応用形態と第2応用形態を説明する。第1応用形態で上記通電制御部は、経過時間を計測するタイマを備えている。また、この通電制御部は、そのタイマによって計測された経過時間が所定の基準時間に達した場合に上記第2の電源の電力で少なくとも上記劣化性部品を一時的に通電させる経過時通電部も備えている。さらに、この通電制御部は、上記劣化性部品が第1及び又は第2の電源で通電された場合に上記タイマをリセットするリセット部を備えている。
 この第1応用形態によれば、タイマなどで構成される簡易な通電制御部で劣化性部品に対する定期的な通電を実現することができる。
 第2応用形態で上記通電制御部は、上記回路に対する第1の電源による電力供給の有無を確認する供給確認部を備えている。また、この第2応用形態での上記通電制御部は、上記供給確認部により供給無しが確認された場合に上記第2の電源の電力で少なくとも上記劣化性部品を一時的に通電させる無給電時通電部を備えている。
 この第2応用形態によれば、第1の電源で電力供給がなされている場合には第2の電源での通電が回避されるので第2の電源の電力を長持ちさせることができる。
 以下図面を参照して説明する第1実施形態は、上述した基本形態に対する具体的な実施形態に相当するとともに、上記第1応用形態および上記第2応用形態に対する具体的な実施形態にも相当する。
 図1は、第1実施形態を示す図である。
 この図1のパート(A)に示す電子機器1は、ここでは特に種類を限定しないが、例えば、パーソナルコンピュータやサーバに代表される情報処理装置、通信基地局や通信端末に代表される通信機器、テレビやビデオなどに代表される家庭電化製品などが相当する。この電子機器1が、基本形態について上述した電子機器の具体的な第1実施形態に相当する。
 この電子機器1内には、回路基板10と主電源20が組み込まれている。主電源20は、図示を省略した外部の交流電源から電力を得て回路基板10に直流電圧を印加する定電圧電源である。この回路基板10は、配線基板17と、その配線基板17上に設けられた回路13とを有している。回路13は、非通電時にも電気的特性が劣化しない非劣化性部品群11と、電解コンデンサやFlashメモリなどのように非通電時に電気的特性が劣化する劣化性部品群12とを含んでいる。例えば電解コンデンサは、非通電が長期化すると、電極としての機能を担う酸化膜がほころびることで酸化膜と電解液とが導通状態となる。この状態で電解コンデンサに電圧が印加されるとリーク電流が発生する。このような劣化性部品群12に属する部品は、電気的特性の劣化が少々の劣化であれば一時的な通電により特性が回復する。例えば電解コンデンサは、通電によって発生するリーク電流により酸化膜が再形成されてほころびが修復される。劣化性部品群12に属する部品のなかには、通電が長期間に亘った場合にも電気的特性が劣化するものがある。例えば電解コンデンサは、通電が長期間に亘ると電解液の性質が変化してコンデンサとしての特性が劣化してしまう。つまり、劣化性部品群12に属する部品が非通電時に劣化するからといって、通電し続けてしまうと別の劣化を生じさせることとなる。劣化性部品群12に属する部品は、通電と非通電とが適宜に繰り返されると電気的特性が長く維持される。
 非劣化性部品群11に属する部品は、非通電が長期間に亘っても電気的特性は劣化しない。逆に、この非劣化性部品群11に属する部品には、通電が長期間に亘ると電気的特性が劣化するものがある。従って、回路基板10や電子機器1の寿命を延ばすためには、非劣化性部品群11への通電はなるべく避けることが望ましい。
 なお、この図1は、回路13が非劣化性部品群11と劣化性部品群12と含んでいるという概念を示しているだけである。即ちこの図1は、これら非劣化性部品群11と劣化性部品群12との回路13中での位置関係は示していない。
 回路基板10の配線基板17上には回路13の他に、副電源14、制御IC15、スイッチ16,16’も設けられている。副電源14は具体的にはリチウム電池が用いられている。更に配線基板17上には、回路基板10と主電源20とを接続するためのコネクタ18も設けられている。
 電子機器1内には、回路基板10外の部品も組み込まれている。その回路基板10外の部品には、非通電時に劣化しない非劣化性部品群30と非通電時に劣化する劣化性部品群40が含まれている。
 ここで、回路基板10は、基本形態について上述した回路基板の具体的な第1実施形態に相当する。また、配線基板17が、上記基本形態における配線基板の一例に相当する。主電源20は、上記基本形態における第1の電源の一例に相当する。回路基板10上の回路13は、上記基本形態における回路の一例に相当する。回路基板10上の劣化性部品群12に属する部品は、上記基本形態における劣化性部品の一例に相当する。副電源14は、上記基本形態における第2の電源の一例に相当する。そして、制御IC15およびスイッチ16,16’が、上記基本形態における通電制御部の一例を構成している。
 主電源20はコネクタ18によって回路基板10と接続されている。そして、このコネクタ18を介して、上述した直流電圧によって回路基板10上の回路13に電力を供給している。より詳細には、回路13に含まれている非劣化性部品群11と劣化性部品群12との双方に電力を供給している。電力を供給された回路13は、その供給された電力で動作する。この回路13の動作は、この図1に示す電子機器1が情報処理装置であれば情報処理動作であり、通信機器であれば通信処理動作であり、家庭電化製品であれば製品としての動作である。また、主電源20は、回路基板10外の非劣化性部品群30にも直接に電力を供給している。更に、主電源20は、回路基板10外の劣化性部品群40にも、回路基板10を経由して電力を供給している。このような主電源20による電力供給は、図示を省略した電源スイッチがユーザの操作あるいはオンオフ信号で指図されることでオンオフされる。
 回路基板10上の副電源14は、制御IC15に電力を供給すると共に、スイッチ16を経由して、回路基板10上の劣化性部品群12と回路基板10外の劣化性部品群40とにも電力を供給する。劣化性部品群12,40に属する各部品は、副電源14の電力で直接に通電される。但し、この図1では単に、劣化性部品群12,40に電力が供給されるという概念が示されているだけである。劣化性部品群12,40に対する具体的な供給経路については後で詳述する。
 スイッチ16,16’は、制御IC15から入力される制御信号によってオンオフが制御される。これらのスイッチ16,16’が制御信号によってオンオフされることにより、副電源14による劣化性部品群12,40への電力供給がオンオフされることになる。これらのスイッチ16,16’は、一方がオンの時に他方がオフとなる。そして、非劣化性部品群11に繋がっている方のスイッチ16’は、副電源14の電力が非劣化性部品群11に流れるのを止めることで非劣化性部品群11を保護する。制御IC15からの制御信号は、主電源20から回路13等への電力供給の有無を制御IC15が監視した結果に応じて出力される。
 この図1のパート(B)には、制御IC15の機能ブロック図が示されている。制御IC15は、内部機能として見ると、監視部51と信号出力部52とタイマ53とを有している。ここで、タイマ53は、上記第1応用形態におけるタイマの一例に相当する。信号出力部52とスイッチ16は、上記第1応用形態における経過時通電部の一例を構成している。信号出力部52と監視部51は、上記第1応用形態におけるリセット部の一例を構成している。また、監視部51は、上記第2応用形態における供給確認部の一例に相当する。信号出力部52とタイマ53とスイッチ16は、上記第2応用形態における無給電時通電部の一例を構成している。
 監視部51は、主電源20が回路13に対して印加している直流電圧の有無を監視することにより、主電源20から回路13への電力供給の有無を確認している。つまり、監視部51は、主電源20の直流電圧で生じる電圧信号を、主電源20による電力供給を監視するための監視信号として用いている。監視部51による監視結果は信号出力部52に通知される。タイマ53は、信号出力部52からの指示に従って時間計測を開始する。タイマ53は、複数の開始時刻それぞれからの経過時間を計測することが出来る。そして、タイマ53は、計時結果を信号出力部52に通知する。信号出力部52は、監視部51による監視結果およびタイマ53による計時結果に応じて、スイッチ16,16’をオンオフさせる制御信号を出力する。このような制御信号の出力により、以下説明するように、回路基板10は自立的に劣化性部品群12,40への通電を行うこととなる。
 以下、制御信号を出力する制御動作についてフローチャートを参照して説明する。
 図2は、第1実施形態における制御動作を表すフローチャートである。
 なおこれ以後の説明に際しては、特に図番を断らずに図1の要素を引用する。
 この図2に示す制御動作の開始前には事前準備(ステップS101,S102)が行われる。この事前準備では、制御IC15に対し、図示を省略した設定手段によって2つの時間が設定される。1つは、劣化性部品群12,40への通電のために自動起動するまでの待機時間T1である。そして、2つめは、劣化性部品群12,40における電気的特性を通電で回復させるのに要するリフレッシュ時間T2である。
 この図2に示す制御動作が開始されると、監視部51により主電源20の直流電圧の有無が監視される。主電源20の電源スイッチがオフになると、主電源20の直流電圧で生じる電圧信号(即ち監視信号)がデアサートとなる(ステップS103)。監視部51は監視信号のデアサートを確認すると信号出力部52に通知する。その通知を受けた信号出力部52はタイマ53に、主電源20のオフ状態の継続時間を計るタイマAとしての時間計測を開始させる(ステップS104)。信号出力部52は、タイマAの計測時間が上述した待機時間T1に達しない間(ステップS105;No)は、タイマ53に、タイマAとしての時間計測を継続させる(ステップS106)。そして、信号出力部52は、タイマAの計測時間が上述した待機時間T1に達すると(ステップS105;Yes)、スイッチ16をオンにさせる制御信号を出力する(ステップS107)。また、信号出力部52は、タイマAの時間計測を停止させるとともにタイマAの計測時間をクリアさせる(即ちタイマAをリセットする)。また、信号出力部52はタイマ53に、劣化性部品群12,40への通電時間を計測するタイマBとしての時間計測を開始させる。スイッチ16が制御信号によってオンにされることで劣化性部品群12,40に属する各部品は、副電源14の電力で直接に通電される(ステップS108)。ここで、図2のフローチャートの説明を一旦中断して、劣化性部品群12,40に対する具体的な供給経路について説明する。
 図3は、副電源による通電の経路の具体的な例を示す図である。
 この第1実施形態では、上述した基本形態に対する好適な応用形態に対応した経路によって通電が行われている。
 この好適な応用形態は、上記第1の電源の電力を上記回路に導く第1の電源ラインと、上記第2の電源の電力を上記劣化性部品に導く第2の電源ラインとを備えている。また、この応用形態では、上記通電制御部が、上記第2の電源ラインのオンオフを制御するものとなっている。この応用形態によれば、第2の電源ラインで確実に劣化性部品を通電させることができる。
 図3には、この好適な応用形態に対応した経路が示されている。ここに示す電解コンデンサ81は劣化性部品群12に属する部品である。信号処理部品84は非劣化性部品群11に属する部品である。
 主電源20からの電力は電源ライン80を介して電解コンデンサ81と信号処理部品84との双方に供給される。信号処理部品84はその電力で動作して、入力信号に応じた出力信号を出力する。電解コンデンサ81はその電力で通電される。
 また、副電源14からの電力も電源ライン80によって電解コンデンサ81に直接に供給される。この副電源14からの電力は、図1に示す2つのスイッチ16,16’のうちの一方のスイッチ16でオンオフされる。このスイッチ16によって副電源14からの電力がオンにされると電解コンデンサ81はその電力で確実に通電する。一方、図1に示す2つのスイッチ16,16’のうちの他方のスイッチ16’については、この図3にも具体的に図示されている。このスイッチ16’は、副電源14からの電力が電源ライン80に供給されている場合に制御信号によってオフとなることで、信号処理部品84への通電を防ぐ。
 ここで、スイッチ16’がオンの時の電源ライン80は、上述した応用形態における第1の電源ラインの一例に相当する。また、スイッチ16’がオフの時の電源ライン80は、上述した応用形態における第2の電源ラインの一例に相当する。
 以下、図2に戻ってフローチャートの説明を続ける。
 上記ステップS108で副電源14の電力による通電が開始されるとステップS109に進む。信号出力部52は、タイマBの計測時間が上述したリフレッシュ時間T2に達しない間(ステップS109;No)は、タイマ53に、タイマBとしての時間計測を継続させる。また、信号出力部52は、スイッチ16をオンにする制御信号も出力し続ける(ステップS110)。これにより、リフレッシュ時間T2の間、劣化性部品群12,40への通電が維持されて各部品の特性が回復する。その後、信号出力部52は、タイマBの計測時間が上述したリフレッシュ時間T2に達すると(ステップS109;Yes)、スイッチ16をオフにさせる制御信号を出力する(ステップS111)。また、信号出力部52は、タイマBの時間計測を停止させるとともにタイマBの計測時間をクリアさせる(即ちタイマBをリセットする)。また、信号出力部52はタイマ53にタイマAとしての時間計測を開始させる。その後、上述したステップS105に戻って、ステップS105以後の動作が繰り返される。
 以上説明した図2のフローチャートが示す動作により、回路基板10は定期的かつ自立的に劣化性部品群への通電を繰り返すこととなる。このような定期的な通電は劣化性部品群に属する各部品の電気的特性を維持するので、電子機器1が未使用で長期に保管された場合であっても回路基板10や電子機器1としての性能が維持される。また、このような定期的かつ自立的な通電は、回路基板10が電子機器1に組み込まれずに保守用の在庫品などとして単体で保管される場合にも実行される。このため、回路基板10単独で保管される場合であっても回路基板10の性能は長期に維持される。
 この第1実施形態では、この図2に示す制御動作が実行されている間、以下説明する割り込み処理が定期的に実行される。
 図4は、第1実施形態における割り込み処理を表すフローチャートである。
 この図4に示す割り込み処理は、図2に示す制御動作の途中に割り込んで定期的に実行される処理である。この割り込み処理が開始されると、監視部51により主電源20の直流電圧の有無が確認される(ステップS202)。主電源20の直流電圧で生じる電圧信号(即ち監視信号)がデアサートである場合(ステップS202;No)には、この割り込み処理は終了される。終了後は、図2に示す制御動作が、割り込まれた箇所から再開される。
 図2に示す制御動作が実行されている間に主電源20の電源スイッチがオンになると監視信号がアサートとなる(ステップS201)。この監視信号のアサート状態は、この図4に示す割り込み処理が開始されたときに監視部51によって確認される(ステップS202;Yes)。そして、制御IC15は図2に示す制御動作を中断する(ステップS203)。より詳細には、信号出力部52が、スイッチ16をオフにする制御信号を出力する。その後、信号出力部52は、ステップS204で、タイマAおよびタイマBの時間計測を停止させるとともにタイマAおよびタイマBの計測時間をともにクリアさせる(即ちタイマAおよびタイマBをリセットする)。そして制御IC15の動作は、図2に示す制御動作のスタートに戻る。
 この図4に示す割り込み処理は、副電源14による劣化性部品群12,40への通電を、主電源20がオンの場合には中止させる役割を持つ。この結果、副電源14の電力の余分な消費が回避されるので、その回避された分だけ副電源14の電力が長持ちする。
 以上で第1実施形態の説明を終了し、次に第2実施形態について説明する。この第2実施形態も、上述した基本形態に対する具体的な実施形態に相当している。また、この第2実施形態は、上述した第1応用形態に対する具体的な実施形態に相当しているが、第2応用形態に対する具体的な実施形態には相当していない。
 図5は、第2実施形態を示す図である。
 この図5に示す電子機器2は、基本形態について上述した電子機器の具体的な第2実施形態に相当する。この第2実施形態の電子機器2は、第1実施形態とは異なる回路基板60を備えている点を除いて、第1実施形態の電子機器1と同等のものである。また、この図5に示す回路基板60は、基本形態について上述した回路基板の具体的な第2実施形態に相当する。この第2実施形態の回路基板60は、第1実施形態とは異なる制御IC61を備えている点を除いて、第1実施形態の回路基板10と同等のものである。
 以下、第2実施形態について、第1実施形態との相違点に着目して説明する。
 この図5のパート(A)に示す回路基板60が備えている制御IC61は、副電源14からの電力で動作することで制御信号を出力するものである。この制御信号はスイッチ16,16’に入力される。つまり、制御信号により制御される対象は第1実施形態における制御対象と同様である。しかし、この制御IC61は、主電源20の直流電圧の監視は行っていない。このため、制御IC61から制御信号が出力されるタイミングは第1実施形態における出力タイミングとは若干相違する。
 図5のパート(B)には制御IC61の機能ブロック図が示されている。この機能ブロック図が示すように、制御IC61はタイマ53と信号出力部62を内部機能として有している。しかし、制御IC61は第1実施形態のような監視部を有していない。この図5に示す第2実施形態では、制御IC61は、副電源14による劣化性部品群12への通電を常に定期的に実行させる。
 ここで、タイマ53は、上記第1応用形態におけるタイマの一例に相当する。信号出力部62とスイッチ16,16’は、上記第1応用形態における経過時通電部の一例を構成している。信号出力部62は、上記第1応用形態におけるリセット部の一例に相当する。
 図6は、第2実施形態における制御動作を表すフローチャートである。
 この図6に示すフローチャートは、ステップS103が欠如していることを除くと、図2に示すフローチャートと同様のフローチャートである。
 この図6に示すフローチャートに従った制御動作は、図5に示す副電源14(リチウム電池)が回路基板60に組み込まれて制御IC61に電力が供給されると開始される。また、この第2実施形態では、この図6の制御動作を中断させる割り込み処理は存在しない。従って、この第2実施形態では、主電源20からの電力供給の有無に関わりなく、副電源14の電力が続く限り常に定期的に劣化性部品群12への通電が実行されることとなる。
 このような第2実施形態でも、回路基板60は定期的かつ自立的に劣化性部品群への通電を繰り返すこととなる。従って、電子機器1が未使用で長期に保管された場合や回路基板10が単体で長期に保管される場合であっても回路基板10や電子機器1としての性能は維持される。
 次に第3実施形態について説明する。この第3実施形態も、上述した基本形態に対する具体的な実施形態に相当している。また、この第3実施形態は、上述した第1応用形態および第2応用形態それぞれに対する具体的な実施形態に相当している。さらに、この第3実施形態は、次の第3応用形態に対する具体的な実施形態にも相当している。
 この第3応用形態では、上記第2の電源が、上記第1の電源を兼ねた共通電源となっている。そしてこの第3応用形態は、上記共通電源の電力を前記回路に導く電源ラインと、上記電源ラインを配線基板外からの指図でオンオフするスイッチとを備えている。
 この第3応用形態は、回路基板上の回路を動作させるための電力を回路基板上で自給するタイプの形態である。この第3応用形態によれば、回路基板上で自給する電力を第1の電源と第2の電源それぞれの役割で利用することで回路基板の性能劣化を長期に亘って抑制することができる。
 図7は、第3実施形態を示す図である。
 この図7に示す回路基板70は、回路基板70単体で電子機器としての機能を発揮するものである。この回路基板70は、基本形態について上述した回路基板の具体的な第3実施形態に相当するとともに、基本形態について上述した電子機器の具体的な第3実施形態にも相当する。
 この回路基板70が備えた要素のうち、図1に示す回路基板10が備えた要素と同等の要素については同一の符号を付すことで重複説明を省略する。
 この回路基板70が備えている電源14は、図1に示す副電源14と全く同じリチウム電池であるが、この第3実施形態では単に「電源」と称している。
 この回路基板70には、電源14の電力を回路13に導く電源ライン71が備えられている。また、この回路基板70には、その電源ライン71を回路基板70外からの指図でオンオフさせる電源スイッチ72も備えられている。ここでは「指図」の具体的な内容は特に限定しないが、例えば、電源スイッチ72のオンオフ状態を制御する制御信号が入力されることであっても良いし、ユーザによる手動操作であってもよい。
 この第3実施形態の回路基板70は、電源14が、第1実施形態における主電源20と副電源14との双方の役割を担っている点を除くと、第1実施形態の回路基板10とほぼ同様のものである。従って、この第3実施形態における制御IC15による制御動作や割り込み処理も、以下説明するように、第1実施形態における制御動作とほぼ同様である。
 図8は、第3実施形態における制御動作を表すフローチャートである。
 この図8に示すフローチャートでは、図7に示す唯一の電源14から電源ライン71を経て回路13に印加される電圧が電源スイッチ72でオフになると監視信号がデアサートとなる(ステップS103’)。また、ステップS107でスイッチ16がオンとなると、図7に示す唯一の電源14の電力によって劣化性部品群12に通電される(ステップS108’)。これらの2つのステップS103’,S108’を除く他のステップは、図2に示す各ステップと同等である。また、制御動作全体としても、この図8のフローチャートが表す制御動作は、図2のフローチャートが表す制御動作と本質的に同等である。
 図9は、第3実施形態における割り込み処理を表すフローチャートである。
 この図9に示すフローチャートでは、図7に示す電源スイッチ72がオンになると監視信号がアサートとなる(ステップS201’)。この1つのステップS201’を除く他のステップは、図4に示す各ステップと同等である。割り込み処理全体としても、この図9のフローチャートが表す割り込み処理は、図4のフローチャートが表す割り込み処理と本質的に同等である。
 第3実施形態の回路基板70では、上述した制御動作や割り込み処理が実行されることにより、回路基板70上で自給する電力を節約しながら回路基板70の性能を長期間に亘って維持することができる。

Claims (11)

  1.  配線基板と、
     無通電での放置によって劣化を生じる劣化性部品を含んで前記配線基板上に設けられた、第1の電源の電力で動作する回路と、
     前記配線基板上に搭載された第2の電源と、
     前記第2の電源の電力で少なくとも前記劣化性部品を断続的に通電させる、前記配線基板上に構成された通電制御部とを備えたことを特徴とする回路基板。
  2.  前記通電制御部が、
     経過時間を計測するタイマと、
     前記タイマによって計測された経過時間が所定の基準時間に達した場合に前記第2の電源の電力で少なくとも前記劣化性部品を一時的に通電させる経過時通電部と、
     前記劣化性部品が(第1あるいは第2の電源で)通電された場合に前記タイマをリセットするリセット部とを備えたものであることを特徴とする請求項1記載の回路基板。
  3.  前記通電制御部が、
     前記回路に対する第1の電源による電力供給の有無を確認する供給確認部と、
     前記供給確認部により供給無しが確認された場合に前記第2の電源の電力で少なくとも前記劣化性部品を一時的に通電させる無給電時通電部とを備えたことを特徴とする請求項1または2記載の回路基板。
  4.  前記第2の電源が、前記第1の電源を兼ねた共通電源であり、
     前記共通電源の電力を前記回路に導く電源ラインと、
     前記電源ラインを前記配線基板外からの指図でオンオフするスイッチとを備えたことを特徴とする請求項1から3のうちいずれか1項記載の回路基板。
  5.  前記第1の電源の電力を前記回路に導く第1の電源ラインと、
     前記第2の電源の電力を前記劣化性部品に導く第2の電源ラインとを備え、
     前記通電制御部が、前記第2の電源ラインのオンオフを制御するものであることを特徴とする請求項1から4のうちいずれか1項記載の回路基板。
  6.  オンオフされる第1の電源と、
     配線基板と、
     無通電での放置によって劣化を生じる劣化性部品を含んで前記配線基板上に設けられた、前記第1の電源の電力で動作する回路と、
     前記配線基板上に搭載された第2の電源と、
     前記第2の電源の電力で少なくとも前記劣化性部品を断続的に通電させる、前記配線基板上に構成された通電制御部とを備えたことを特徴とする電子機器。
  7.  前記通電制御部が、
     経過時間を計測するタイマと、
     前記タイマによって計測された経過時間が所定の基準時間に達した場合に前記第2の電源の電力で少なくとも前記劣化性部品を一時的に通電させる経過時通電部と、
     前記劣化性部品が(第1あるいは第2の電源で)通電された場合に前記タイマをリセットするリセット部とを備えたものであることを特徴とする請求項6記載の電子機器。
  8.  前記通電制御部が、
     前記回路に対する第1の電源による電力供給の有無を確認する供給確認部と、
     前記供給確認部により供給無しが確認された場合に前記第2の電源の電力で少なくとも前記劣化性部品を一時的に通電させる無給電時通電部とを備えたことを特徴とする請求項6または7記載の電子機器。
  9.  前記第2の電源が、前記第1の電源を兼ねた共通電源であり、
     前記共通電源の電力を前記回路に導く電源ラインと、
     前記電源ラインを前記配線基板外からの指図でオンオフするスイッチとを備えたことを特徴とする請求項6から8のうちいずれか1項記載の電子機器。
  10.  前記第1の電源の電力を前記回路に導く第1の電源ラインと、
     前記第2の電源の電力を前記劣化性部品に導く第2の電源ラインとを備え、
     前記通電制御部が、前記第2の電源ラインのオンオフを制御するものであることを特徴とする請求項6から9のうちいずれか1項記載の電子機器。
  11.  前記配線基板外に設けられた、無通電での放置によって劣化を生じる基板外劣化性部品であって、前記第2の電源の電力で前記劣化性部品が通電されるのに伴って該第2の電源の電力で通電される基板外劣化性部品を備えたことを特徴とする請求項6から10のうちいずれか1項記載の電子機器。
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