(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次電池を電源として動作する無線通信機の送信電力制御装置であって、前記２次電池の電圧を検出する電池電圧検出部と、前記電池電圧検出部の検出電圧と所定の送信出力モード切り替え電圧とを比較し該比較結果から送信パワーダウンモードに入るための送信出力モード切り替え信号を発生させる送信出力モード切り替え信号発生部と、前記送信出力モード切り替え信号発生部からの送信出力モード切り替え信号により送信パワーダウンモードと通常モードに切り替える送信出力モード切り替え部と、前記送信パワーダウンモードに入った時に前記２次電池の電圧と送信パワーダウンモード用基準電圧とを比較し増幅する比較増幅部と、前記通常モード時に送信出力制御を行う自動送信出力制御部と、前記自動送信出力制御部もしくは前記比較増幅部から出力される制御電圧により送信出力や消費電流が変えられる高周波高出力電力増幅器とを備え、
前記通常モード時に前記２次電池の電圧が前記送信出力モード切り替え信号電圧以下になった時前記送信出力モード切り替え信号発生部から前記送信出力モード切り替え部にモード切り替え信号を入力して前記送信出力モード切り替え部を送信パワーダウンモードに切り替え、前記比較増幅部が前記高周波高出力電力増幅器の制御電圧を自動的に制御し、前記高周波高出力電力増幅器の消費電流を制御することで前記２次電池の残容量低下時もしくは低温時の送信であっても送信による瞬間的な電圧降下が引き起こす過放電による前記２次電池の劣化を防止することを特徴とする無線通信機の送信電力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リチウムイオン２次電池を使用した無線通信機の送信電力制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電池を使用した携帯電話機の送信電力制御装置として、特開平７−２７３７２１号公報に示すものが知られている。以下、図２により従来における携帯電話機の送信電力制御装置について説明する。
【０００３】
図２において、２１は携帯電話機に搭載される電池、２２は電池２１の電圧及び電流を検出し、その電圧及び電流をディジタル信号に変換するＡ−Ｄ変換器、２３はＡ−Ｄ変換器２２からのディジタル信号に基づいて電池２１の消費電流を積算して電池２１の消耗度を計算するＣＰＵ、２４は出力増幅器２５の消費電流及び送信電力を制御するバイアス電圧電源装置である。
【０００４】
上記のように構成された携帯電話機の送信電力制御装置において、ＣＰＵ２３はＡ−Ｄ変換器２２からのディジタル信号に基づいて電池２１の消費電流を積算して電池２１の消耗度を計算し、この計算結果から得られる電池２１の残容量によりバイアス電圧電源装置２４を制御して出力増幅器２５の出力を調整する。従って、電池２１の容量が低下した時はそれに応じて送信出力が抑えられるので、出力時に消費電流が急激に増加するのが抑制され、携帯電話の通話時間も延長できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の送信電力制御装置では、Ａ−Ｄ変換器２２とＣＰＵ２３及びバイアス電圧電源装置２４を介して出力増幅器２５の出力を調整するものであるため、送信時の瞬間的な電圧降下には追従できず、その結果、電池電圧が電池終止電圧以下になることを抑制できず、電池が劣化してしまう問題がある。特にリチウムイオン電池は、ニッケルカドミウム２次電池やニッケル水素２次電池に比べ、パルス的に過放電や過充電にも弱く、それらは電池寿命に悪影響を及ぼす。また、低温下では常温下に比べ、電池の内部抵抗が非常に大きくなり、例え電池残容量が十分にあったとしても、送信した瞬間に電池電圧が電池終止電圧以下まで下がってしまい、過放電を起こす問題がある。
【０００６】
本発明は、上記のような従来の問題を解決するもので、送信時に２次電池の残容量が低下していたり、２次電池が低温下にあっても２次電池の電圧が常に電池終止電圧以下にならないように送信出力を制御できるようにした無線通信機の送信電力制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の２次電池を使用した無線通信機の送信電力制御装置は、２次電池の電圧を検出する電池電圧検出部と、前記電池電圧検出部の検出電圧と所定の送信出力モード切り替え電圧とを比較し該比較結果から送信パワーダウンモードに入るための送信出力モード切り替え信号を発生させる送信出力モード切り替え信号発生部と、前記送信出力モード切り替え信号発生部からの送信出力モード切り替え信号により送信パワーダウンモードと通常モードに切り替える送信出力モード切り替え部と、前記送信パワーダウンモードに入った時に前記２次電池の電圧と送信パワーダウンモード用基準電圧とを比較し増幅する比較増幅部と、前記通常モード時に送信出力制御を行う自動送信出力制御部と、前記自動送信出力制御部もしくは前記比較増幅部から出力される制御電圧により送信出力や消費電流が変えられる高周波高出力電力増幅器とを備えるものである。
【０００８】
本発明によれば、通常モード時に前記２次電池の電圧が前記送信出力モード切り替え信号電圧以下になった時、前記送信出力モード切り替え信号発生部から前記送信出力モード切り替え部にモード切り替え信号を入力して前記送信出力モード切り替え部を送信パワーダウンモードに切り替え、これにより、前記比較増幅部が前記高周波高出力電力増幅器の制御電圧を自動的に制御し、前記高周波高出力電力増幅器の消費電流を制御することで前記２次電池の残容量低下時もしくは低温時の送信であっても送信による瞬間的な電圧降下が引き起こす過放電による２次電池の劣化を防止することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、２次電池を電源として動作する無線通信機の送信電力制御装置であって、前記２次電池の電圧を検出する電池電圧検出部と、前記電池電圧検出部の検出電圧と所定の送信出力モード切り替え電圧とを比較し該比較結果から送信パワーダウンモードに入るための送信出力モード切り替え信号を発生させる送信出力モード切り替え信号発生部と、前記送信出力モード切り替え信号発生部からの送信出力モード切り替え信号により送信パワーダウンモードと通常モードに切り替える送信出力モード切り替え部と、前記送信パワーダウンモードに入った時に前記２次電池の電圧と送信パワーダウンモード用基準電圧とを比較し増幅する比較増幅部と、前記通常モード時に送信出力制御を行う自動送信出力制御部と、前記自動送信出力制御部もしくは前記比較増幅部から出力される制御電圧により送信出力や消費電流が変えられる高周波高出力電力増幅器とを備えるものであり、通常モード時に前記２次電池の電圧が前記送信出力モード切り替え信号電圧以下になった時、前記送信出力モード切り替え信号発生部から前記送信出力モード切り替え部にモード切り替え信号を入力して前記送信出力モード切り替え部を送信パワーダウンモードに切り替え、前記比較増幅部が前記高周波高出力電力増幅器の制御電圧を自動的に制御し、これにより、前記高周波高出力電力増幅器の消費電流を制御することで前記２次電池の残容量低下時もしくは低温時の送信であっても送信による瞬間的な電圧降下が引き起こす過放電による前記２次電池の劣化を防止するという作用を有する。
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図１を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態における無線通信機の送信電力制御装置の構成を示す回路図である。
【００１２】
図１において、１は携帯無線機の主電源を構成するリチウムイオン２次電池、２はリチウムイオン２次電池１の電圧を検出する電池電圧検出部であり、リチウムイオン２次電池１の出力端子１Ａとグランド間に直列に接続した分圧抵抗Ｒ４とＲ５とから構成される。４は電池電圧検出部２の検出電圧と所定の送信出力モード切り替え電圧３とを比較し、瞬間的な入力電圧変化を検出して送信パワーダウンモードに入るための送信出力モード切り替え信号を発生させる送信出力モード切り替え信号発生部であり、演算増幅器ＯＰ１から構成される。５は送信出力モード切り替え信号発生部４からの送信出力モード切り替え信号により送信出力部を送信パワーダウンモードと通常モードに切り替える送信出力モード切り替え部であり、トランジスタＱ５、Ｑ６と、トランジスタＱ５のベース及びベース−エミッタ間にそれぞれ接続した抵抗Ｒ６、Ｒ７と、トランジスタＱ６のベース及びベース−エミッタ間にそれぞれ接続した抵抗Ｒ８、Ｒ９とから構成される。
【００１３】
また、７は送信パワーダウンモードに入った時に電池電圧検出部２で検出したリチウムイオン２次電池１の電圧と送信パワーダウンモード用基準電圧６とを比較し増幅する比較増幅部であり、トランジスタＱ３、Ｑ４を対称形に接続した差動増幅器７１と、差動増幅器７１の差動出力を増幅して後述する高周波高出力電力増幅器９の制御電圧とするトランジスタＱ７を備える。差動増幅器７１のトランジスタＱ３のベースは電池電圧検出部２を構成する分圧抵抗Ｒ４とＲ５との接続点に接続され、このトランジスタＱ３のエミッタは共通の安定化抵抗Ｒ１０を介して送信出力モード切り替え部５のトランジスタＱ５のコレクタに接続され、さらに、トランジスタＱ３のコレクタは制御電圧用トランジスタＱ７のベースに接続されている。また、差動増幅器７１のトランジスタＱ４のベースには送信パワーダウンモード用基準電圧６が供給され、このトランジスタＱ４のエミッタは安定化抵抗Ｒ１０を介して送信出力モード切り替え部５のトランジスタＱ５のコレクタに接続され、さらに、トランジスタＱ４のコレクタには抵抗Ｒ１１を介して定電圧７２が供給されている。また、制御電圧用トランジスタＱ７のエミッタは定電圧７３に接続され、そのコレクタは高周波高出力電力増幅器９の制御端子に接続されている。
【００１４】
８は通常モード時に高周波高出力電力増幅器９の送信出力制御を行う自動送信出力制御部であり、通常モード時に電流制限形のＡＰＣ（オート・パワー・コントローラ）として動作する。また、この自動送信出力制御部８は、リチウムイオン２次電池１の出力端子１Ａに接続された電流検出抵抗Ｒ１と、差動増幅器として動作するトランジスタＱ１、Ｑ２のエミッタ−ベース間電位差を補償するダイオードＤ１と、定電流源の機能を持つトランジスタＱ２と、リチウムイオン２次電池１の電圧上昇時に送信出力制限をかけるためのダイオードＤ２と、高周波高出力電力増幅器９の制御端子への過電圧を防ぐための抵抗Ｒ２、Ｒ３等から構成されている。高周波高出力電力増幅器９は、比較増幅部７から出力される制御電圧により送信出力や消費電流が変えられる構成になっている。
【００１５】
なお、トランジスタＱ２のベースには、定電圧８１供給される構成になっているほか、送信出力モード切り替え部５のトランジスタＱ６のコレクタに接続されている。
【００１６】
次に、上記のように構成された本実施の形態の動作について説明する。まず、電池電圧検出部２の出力電圧が送信出力モード切り替え電圧３より高い場合は、送信出力モード切り替え信号発生部４の演算増幅器ＯＰ１の出力は「Ｌ」レベルとなるため、送信出力モード切り替え部５のトランジスタＱ５、Ｑ６はオフ状態となり、自動送信出力制御部８が動作し、通常モードで送信電力を制御する。
【００１７】
この通常モードにおいて、何らかの原因により高周波高出力電力増幅器９の送信出力が増加すると、自動送信出力制御部８の電流検出抵抗Ｒ１に流れる電流が増加し、ダイオードＤ１の順方向電圧も増加する。ここで、トランジスタＱ２は定電流源として働いているので、トランジスタＱ１のベースから流れる電流は減少し、トランジスタＱ１から抵抗Ｒ２へ流れる電流も減少する。その結果、高周波高出力電力増幅器９の制御電圧が下がり、高周波高出力電力増幅器９の送信出力が下がり、抵抗Ｒ１を流れる電流も下がるという帰還動作をする。
【００１８】
一方、リチウムイオン２次電池１の電圧が下がり、電池電圧検出部２の出力電圧が送信出力モード切り替え電圧３以下になった瞬間に送信出力モード切り替え信号発生部４の演算増幅器ＯＰ１の出力は「Ｈ」レベルとなるため、送信出力モード切り替え部５のトランジスタＱ５、Ｑ６はオン状態となり、自動送信出力制御部８のトランジスタＱ２は定電流源として動作しなくなり、自動送信出力制御部８が高周波高出力電力増幅器９から切り離される。これと同時に比較増幅部７の差動増幅器７１が動作し、電池電圧検出部２で検出したリチウムイオン２次電池１の電圧と送信パワーダウンモード用基準電圧６とを比較する。そして、電池電圧検出部２の検出電圧が送信パワーダウンモード用基準電圧６よりも低くなると、その差電圧で制御されるトランジスタＱ７のコレクタ電圧が下がるため、高周波高出力電力増幅器９への制御電圧が下がり、高周波高出力電力増幅器９の送信出力も下がり、高周波高出力電力増幅器９の消費電流が減少する。このため、リチウムイオン２次電池１の電圧降下が減少し、電池電圧検出部２の出力電圧は上昇する。
【００１９】
このように送信パワーダウン時は、電池電圧検出部２の出力電圧が送信パワーダウンモード用基準電圧６（この基準電圧６は、例えばリチウムイオン２次電池１の終止電圧に設定されている）よりも低くならないような帰還回路として動作する。この回路によって、ある設定電圧よりリチウムイオン２次電池１の電圧が下がらないようにすることができ、過放電によるリチウムイオン２次電池１の劣化を防止することができる。
【００２０】
なお、上記実施の形態では、通常モードでの自動送信出力制御部８を電流制限形のＡＰＣで構成した場合について説明したが、本発明はこれに限らず、その他の送信出力制御形のＡＰＣで構成された場合についても同様に実施可能である。
【００２１】
また、本発明は、上述したように送信による瞬間的な電圧降下が引き起こす過放電によるリチウムイオン２次電池の劣化防止に限らず、リチウムイオン２次電池の残容量低下時または低温時の送信においても、送信による瞬間的な電圧降下が引き起こす過放電によるリチウムイオン２次電池の劣化を防止できる。
【００２２】
また、本発明は、リチウムイオン２次電池に限らず、ニッケルカドミウム２次電池やニッケル水素２次電池などにも適用できることは勿論である。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、送信時に２次電池の残容量が低下していたり、２次電池が低温下にあっても２次電池の電圧が常に電池終止電圧以下ならないように送信出力を自動的に制御することにより、過放電による２次電池の劣化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における無線通信機の送信電力制御装置の構成を示す回路図
【図２】従来の送信部の一例を示すブロック図
【符号の説明】
１    リチウムイオン２次電池
２    電池電圧検出部
３    送信出力モード切り替え電圧
４    送信出力モード切り替え信号発生部
５    送信出力モード切り替え部
６    送信パワーダウンモード用基準電圧
７    比較増幅部
８    自動送信出力制御部
９    高周波高出力電力増幅器
【図１】
0003589834.tif 000002
【図２】
0003589834.tif 000003