(57)【要約】【課題】電源回路を介して生ずる回路間の相互ノイズなどによる影響を防止するとともに、電子機器の動作中においても、複数の電池のうち１つを残した全ての電池を交換可能とする。【解決手段】アナログ回路２１１に電源を供給する第１電池１０６の出力電圧と、デジタル回路２１２に電源を供給する第２電池１０７の出力電圧とをそれぞれ検出する電圧検出部３０１、３０２を備えた電源制御部２０２を設ける。電源制御部２０２は、さらに、電圧検出部３０１、３０２の電圧検出値に応じて、第１電池１０６からの第１電源供給路３０７と第２電池１０７からの第２電源供給路３０８とを相互接続したり分離したりできるスイッチ回路部３０３を有する。電圧検出部３０１、３０２により一時的な電圧低下を検出したときは、第１電池１０６および第２電池１０７からの第１、第２電源供給路３０７、３０８を互いに分離することによって、回路間のノイズの影響を防ぐ。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１回路ブロックと、第１電池と、前記第１電池の電力を前記第１回路ブロックに供給する第１電源供給路と、第２回路ブロックと、第２電池と、前記第２電池の電力を前記第２回路ブロックに供給する第２電源供給路と、前記第１電池の出力電圧を検出する第１電圧検出部と、前記第２電池の出力電圧を検出する第２電圧検出部と、前記第１または前記第２電圧検出部による電圧検出値に応じて、前記第１電源供給路と前記第２電源供給路との間の相互接続および分離を交互に行う相互接続手段と、を有することを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記相互接続手段は、前記第１または前記第２電圧検出部による電圧検出値が第１の閾値を下回ったとき、前記第１電源供給路と前記第２電源供給路とを分離することを特徴とする請求項１記載の電子機器。
【請求項３】
前記相互接続手段は、前記第１または前記第２電圧検出部による電圧検出値が第２の閾値を下回ったとき、前記第１電源供給路と前記第２電源供給路とを相互接続することを特徴とする請求項２記載の電子機器。
【請求項４】
前記第２の閾値は前記第１の閾値よりも低いことを特徴とする請求項３記載の電子機器。
【請求項５】
前記第１回路ブロックまたは前記第２回路ブロックは副次的負荷への電力供給を行うインターフェース部を備え、前記相互接続手段は、前記インターフェース部による前記副次的負荷への電力供給を開始する前に前記第１電源供給路と前記第２電源供給路とを分離することを特徴とする請求項１ないし４いずれか１項記載の電子機器。
【請求項６】
前記副次的負荷は外部接続機器であることを特徴とする請求項５記載の電子機器。
【請求項７】
第１電池の電力を第１回路ブロックに供給する第１電源供給路と、第２電池の電力を第２回路ブロックに供給する第２電源供給路と、前記第１電源供給路と前記第２電源供給路とを相互接続する相互接続手段と、を備えた電子機器の電源供給方法において、前記第１電池の出力電圧または前記第２電池の出力電圧に応じて、前記第１電源供給路と前記第２電源供給路とを一時的に分離することを特徴とする電子機器の電源供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の回路ブロックを有し、それぞれの電源が電池である携帯電話等の電子機器および電子機器の電源供給方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子回路は、連続的に変化する信号、すなわちアナログ信号を取り扱うアナログ回路（アナログ部）と、電圧または電流がある状態とない状態との組み合わせによって動作するデジタル回路（デジタル部）というように複数の回路に分けられる。そして、近年は、デジタル回路技術の著しい発達によって、アナログ量を取り扱う回路の制御にもデジタル回路が採用されるようになっている。例えばテレビ受像機においては、チューナによって受信した放送電波からアナログの映像信号と音声信号とを取り出すようになっているが、電子チューナ、電子音声増幅器が採用され、これらをデジタル回路によって制御している。また、近年急速に普及してきている携帯電話においては、単に電話の送受信ばかりでなく、電話番号の登録機能や表示機能、電子メールの送受信機能などアナログ回路とデジタル回路とが併用されている。
【０００３】
このように、多くの電子機器においては、アナログ回路とデジタル回路とが併用されており、ハンディターミナルや携帯オーディオプレーヤなどの携帯用電子機器においても例外ではない。
【０００４】
ところが、従来の電子機器は、アナログ信号によって動作する映像回路や音声回路などのアナログ回路と、デジタル信号によって作動するシステムを制御する制御回路などのデジタル回路とが、同じ電池から電源供給されるようになっている。すなわち、複数の電池を有する電子機器においても、これらの電池を直列に接続した一系統の電池からアナログ部とデジタル部の両方に電源電力を供給するようにしている。このため、従来の携帯用電子機器においては、アナログ部とデジタル部とのいずれもが、電源回路を介して相互のノイズなどの影響を受ける。
【０００５】
特に、テレビチューナや音声出力部などは、デジタル回路と比較して消費電力（消費電流）が大きく、消費電流の変動も大きい。このため、長時間の動作による電力消費で電池残量が少なくなってきたときに、テレビ受信機能をオンするなどしたときに生ずるアナログ部の突発的な消費電流の増加により電源電圧が大きく低下する。そして、デジタル部に供給されている電圧がデジタル回路の動作電圧以下となってデジタル部が誤作動し、システムが不安定となる。
【０００６】
そこで、特許文献１に開示されたように、電源回路を介して生ずるアナログ部とデジタル部との相互のノイズなどによる影響を防止し、システム制御部の動作の安定を図るために、アナログ部とデジタル部に個別に供給する電源を用いる構成が知られている。
【特許文献１】特開２００２−３５４６９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら上記従来の技術によれば、アナログ部とデジタル部との間で、回路ブロック間の相互ノイズが発生したり、電子機器の動作中は電池の交換ができない等の未解決の課題がある。
【０００８】
本発明は、複数の回路ブロック間の相互のノイズなどによる影響を防止するとともに、電子機器の動作中に、複数の電池のうちの少なくとも１つを残した全ての電池を交換可能とする電子機器および電子機器の電源供給方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の電子機器は、第１回路ブロックと、第１電池と、前記第１電池の電力を前記第１回路ブロックに供給する第１電源供給路と、第２回路ブロックと、第２電池と、前記第２電池の電力を前記第２回路ブロックに供給する第２電源供給路と、前記第１電池の出力電圧を検出する第１電圧検出部と、前記第２電池の出力電圧を検出する第２電圧検出部と、前記第１または前記第２電圧検出部による電圧検出値に応じて、前記第１電源供給路と前記第２電源供給路との間の相互接続および分離を交互に行う相互接続手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
第１回路ブロックと第２回路ブロックとに対応して第１電池と第２電池とを設け、第２電池の電力を第２電源供給路を通じて第２回路ブロックに供給し、第１電池の電力を第１電源供給路を通じて第１回路ブロックに供給する。通常は、第１電源供給路と第２電源供給路は相互接続手段によって相互接続される。消費電流の変動により、一方の電池の出力電圧が大きく低下した場合は、第２電源供給路と第１電源供給路とを一時的に分離して、第２回路ブロックと第１回路ブロックとの間に生ずる相互のノイズなどによる影響を回避する。
【００１１】
例えば、第１回路ブロック側において消費電流の大きな変動があった場合に、第２回路ブロックにおける電源電圧の変動を防ぐことができ、第２回路ブロック側のシステム制御部などの動作を安定させることができる。また、相互のノイズなどによる影響が少ないときには、第１電源供給路と第２電源供給路は並列接続されているため、一方の電池の電力だけがどんどん消費されるいわゆる電池の片減りを防止することができる。
【００１２】
さらに、第１電池と第２電池のいずれか一方の出力電圧が電子機器の動作可能下限電圧を下回ったときには、第１電源供給路と第２電源供給路との相互接続を再開する。このようにすると、複数の回路ブロックにそれぞれ電源を供給する複数の電池を持つ電子機器や、二系統の電池を並列的に使用する場合に、電池交換などで一方の電池を取外しても動作異常に至ることがない。従って、電子機器の動作中にも電池交換を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１は、一実施形態による携帯用の電子機器（携帯電話）を示す斜視図である。この電子機器１００は、電源オンボタン１０２、電源オフボタン１０３、および赤外線通信機能、メモリカードに記録した音声の再生機能（オーディオ再生機能）などを備える。また電子機器１００は、前面上部に大きさ数インチからなる表示部１０４を備えており、本実施形態の場合は、液晶パネルを用いている。
【００１５】
電子機器１００の表面には、電源スイッチ部を構成する電源オンボタン１０２と電源オフボタン１０３が配設され、この電源オンボタン１０２と電源オフボタン１０３を操作することにより、電子機器１００の電源をオン、オフできるようにしてある。表示部１０４の下には、システムキー１０５が配設され、このシステムキー１０５を操作することにより、表示部１０４に機能を選択するためのメニュー画面を表示できる。
【００１６】
電子機器１００には、リチウムイオンなどからなる角型の第１電池１０６および第２電池１０７が内蔵されている。第１電池１０６と第２電池１０７とは、相互に平行させて並べて配置される。各電池１０６、１０７の端子は、通常の携帯用オーディオプレーヤなどと同様に、電子機器１００の電源端子部（図示せず）に設けたばねの弾性力によって、電子機器１００の電源端子に密着するようにしてある。
【００１７】
電子機器１００には、音響出力部となるイヤホンジャック（図示せず）が設けられ、このイヤホンジャックを介してヘッドホンやイヤホンによって音響（音声）を出力できるようにしてある。そして、電子機器１００には、外部記憶装置となるメモリカードを装着するインターフェースが配備されている。このインターフェースに音声を録音したメモリカードや、画像や情報を記録したメモリカードを装着することにより、音声の再生、画像の表示や情報の閲覧ができる。
【００１８】
図２は、電子機器１００の主要部を示すブロック図である。電子機器１００は、ＣＰＵ２０１を備えており、ＣＰＵ２０１は、第１電池１０６および第２電池１０７の出力電圧が予め定めた値以下となったときに電子機器１００の電源をオフする等の電源制御を行う電源制御部２０２を制御している。
【００１９】
電源制御部２０２は、電源オンボタン１０２を手動で操作すると、電池から電源の供給を開始する切替え接続部として、電子機器１００を構成している各回路に電力を供給するようになっている。すなわち、電源制御部２０２の第１の出力側には、アナログ回路（第１回路ブロック）２１１を構成しているプリンタ部２０３とインターフェース部２０４等が接続してある。また、電源制御部２０２の第２の出力側には、デジタル回路（第２回路ブロック）２１２を構成している音声・画像デコーダ２０５、液晶コントローラ２０６、表示部（液晶パネル）１０４等が接続してある。そして、ＣＰＵ２０１は、電源制御部２０２、プリンタ部２０３、インターフェース部２０４、音声・画像デコーダ２０５、液晶コントローラ２０６などを制御する。インターフェース部２０４は、副次的負荷である外部接続機器と接続するためのインターフェース回路であり、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、ＩＥＥＥ８０２．３、ＩＥＥＥ８０２．１１シリーズ、ＩｒＤＡなどの通信規格に準拠して動作する。
【００２０】
さらに、ＣＰＵ２０１には、メモリカードインターフェース（メモリカードＩ／Ｆ）２０７、ＲＡＭ２０８、フラッシュメモリ２０９、表示コントロール部２１０などがバスを介して接続してある。メモリカードＩ／Ｆ２０７は、音声・画像データなどを記録したメモリカードが装着される。そして、ＣＰＵ２０１は、メモリカードＩ／Ｆ２０７を介してメモリカードにデジタルデータとして記録してある音声・画像データを読み取り、フラッシュメモリ２０９に書き込み可能となっている。これらにも電源制御部２０２の第２の出力側から電源が供給されているが、図示は省略する。
【００２１】
電源制御部２０２は、あるときは第１電池１０６と第２電池１０７の両方からの出力を統合してデジタル回路２１２とアナログ回路２１１の両方に供給する。またあるときは、電源制御部２０２は第１電池１０６からの出力をアナログ回路２１１に供給し、第２電池１０７からの出力をデジタル回路２１２に供給する。またあるときは、電源制御部２０２は第１電池１０６と第２電池１０７のどちらか一方の出力を選択して、デジタル回路２１２とアナログ回路２１１の両方に供給する。電源制御部２０２はＣＰＵ２０１からこれらの切換えを行うための不図示の切換信号を受けるようになっている。
【００２２】
図３は電源制御部２０２の構成を示すもので、電源オン時に接続されるスイッチ３０５、３０６を備えた第１電源供給路３０７と第２電源供給路３０８、および両者の間の相互接続および分離を交互に行う相互接続手段であるスイッチ回路部３０３等を有する。通常はスイッチ回路部３０３をオンにしておくことにより、第１電池１０６の出力と第２電池１０７の出力を統合して、アナログ回路２１１とデジタル回路２１２の両方に供給する。また、第１電池１０６と第２電池１０７の電圧差に起因する逆流等の不具合を防止する競合防止部３０９、３１０を有する。なお、競合防止部３０９、３１０はどちらか一つだけでもよく、各電池１０６、１０７に内蔵していてもよい。
【００２３】
さらに、第１電池１０６に並列接続した電圧検出部（第１電圧検出部）３０１と、第２電池１０７に並列接続した電圧検出部（第２電圧検出部）３０２と、を有する。これらの電圧検出部３０１、３０２は設定可能な基準電圧を内蔵し、入力電圧が基準電圧（第１の閾値）より高いと「Ｈ」の検出信号を出力し、入力電圧が基準電圧以下になると「Ｌ」の検出信号を出力してＣＰＵ２０１に伝達する。また第２の閾値を設定することもでき、他の出力端子から同様の検出信号を出力する。なおこれらの電圧検出部をＣＰＵ２０１に内蔵または接続したＡ／Ｄコンバータを用いて実現してもよい。
【００２４】
図４は、副次的負荷である外部接続機器を接続したときの電子機器１００の電源制御部２０２の作用を説明するタイムチャートである。
【００２５】
図４のａの時点以前ではスイッチ回路部３０３はオンしていて、第１電源供給路３０７と第２電源供給路３０８は相互接続されている。図４に示すｂの時点において、インターフェース部２０４に接続された外部接続機器に対して電源の供給を始めるため、不図示のスイッチをオンさせる制御信号をＣＰＵ２０１が送る。それに先立ちＣＰＵ２０１はスイッチ回路部３０３を図４のａ〜ｃの間オフするよう制御する。こうして第１電源供給路３０７と第２電源供給路３０８が切り離され、外部接続機器に対して電源の供給を始めた瞬間に電池に発生する瞬間的な電圧低下がアナログ回路２１１だけに影響し、デジタル回路２１２に影響するのを遮断することができる。
【００２６】
このように、電源ノイズの発生が予想される間はデジタル回路２１２への第２電源供給路３０８とアナログ回路２１１への第１電源供給路３０７とを分離して電源供給しているため、電源回路を介して生ずる相互のノイズなどの影響を回避できる。
【００２７】
また、電源ノイズの発生を予想するのではなく、突発的に発生する電池電圧の低下に対する対応は以下のように行われる。スイッチ回路部３０３と、スイッチ３０５、３０６は全てオンの状態で、第１電池１０６と第２電池１０７の少なくとも一方の出力電圧が第１の閾値を瞬間的に下回ったことを電圧検出部３０１、３０２が検出したとき、ＣＰＵ２０１はスイッチ回路部３０３をオフにする。このように、デジタル回路２１２への第２電源供給路３０８とアナログ回路２１１への第１電源供給路３０７とを分離することで、相互のノイズなどの影響をなくすことができる。
【００２８】
スイッチ回路部３０３は、第１電池１０６と第２電池１０７の少なくとも一方の出力電圧が第１の閾値を下回っている間はオフとするが、所定時間またはノイズの周期性等をＣＰＵ２０１が予測してオフ状態を延長することが望ましい。
【００２９】
次に電池の電圧低下が瞬間的なものではなく、長時間の電力消費で電池残量が減少した場合の対応について説明する。
【００３０】
図５は、電池残量の低下を検出し、電池１０６、１０７の接続状態を切替える動作を説明するフローチャートである。電源がオンになると、ステップＳ０１でＣＰＵ２０１は、第１電池１０６の出力電圧Ｖ１が電子機器１００に安定した動作をさせるのに必要な動作最低電圧Ｖｍｉｎ（第２の閾値）より高いか否かを電圧検出部３０１を用いて判断する。第２の閾値は、より動作限界に近い値を選んで、第１の閾値よりも低い電圧とすることが好適であるが、第１の閾値と同じ値でもよい。
【００３１】
ＣＰＵ２０１は、ステップＳ０１においてＶ１＞Ｖｍｉｎであると判断すると、ステップＳ０２に進んで第２電池１０７の出力電圧Ｖ２がＶｍｉｎより高いか否かを電圧検出部３０２を用いて判断する。Ｖ２＞Ｖｍｉｎである場合は、ステップＳ０１に戻る。この状態ではスイッチ回路部３０３と、スイッチ３０５、３０６は全てオンであり、電子機器１００は通常の動作をしながら電池電圧の監視を続ける。
【００３２】
ＣＰＵ２０１は、ステップＳ０１においてＶ１＞Ｖｍｉｎでない場合、ステップＳ０３に進んでＶ２＞Ｖｍｉｎか否かを判断する。そして、ＣＰＵ２０１は、Ｖ２＞Ｖｍｉｎでない場合、所定のシャットダウン処理を行って電源をオフする（ステップＳ０６）。すなわち、第１電池１０６と第２電池１０７とのいずれもが電子機器１００を安定して動作させるのに必要な動作最低電圧Ｖｍｉｎ以下となった場合、必要な処理を済ませてスイッチ３０５、３０６をオフにする。これにより、重要な処理を行っている途中でシステムがリセットされてＲＡＭ２０８などに記憶されている処理データなどが消失するのを防ぐことができ、システムの安定を図ることができる。
【００３３】
また、ＣＰＵ２０１は、ステップＳ０３における判断がＶ２＞Ｖｍｉｎである場合、ステップＳ０５で、第２電池１０７のみから電源供給可能にする。具体的にはスイッチ回路部３０３がオフであるならばオンにして、かつスイッチ３０５をオフにしたのち、ステップＳ０１に戻る。この状態で第１電池１０６の交換が可能になるため、ＣＰＵ２０１は表示部１０４に第１電池１０６の交換をうながすメッセージを表示させたり、動作状態表示用に設けたランプを点灯させたりする。あるいは、競合防止部３０９の働きで第１電池１０６の交換に伴うノイズを防止して、スイッチ３０５をオフにすることを省略することもできる。競合防止部３０９としては電圧安定化回路や逆流防止ダイオードを含む回路等が応用できる。
【００３４】
ＣＰＵ２０１は、ステップＳ０１における判断がＶ１＞ｍｉｎであり、ステップＳ０２における判断がＶ２＞Ｖｍｉｎでない場合、ステップＳ０４に示したように、第１電池１０６のみから電源供給可能にする。具体的にはスイッチ回路部３０３がオフであるならばオンにして、かつスイッチ３０６をオフにしたのち、ステップＳ０１に戻る。またこの状態で第２電池１０７の交換が可能になるため、ＣＰＵ２０１は表示部１０４に第２電池１０７の交換をうながすメッセージを表示させたり、動作状態表示用に設けたランプを点灯させたりする。あるいは、競合防止部３１０の働きで第２電池１０７の交換に伴うノイズを防止して、スイッチ３０６をオフにすることを省略することもできる。
【００３５】
ＣＰＵ２０１の行う上記の各種処理の任意の部分、または全部をハードウエアで行うよう変更してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、携帯電話等の携帯用の電子機器への適用に限るものではなく、複数の電池を搭載する２系統以上の回路ブロックを有する各種電子機器に広範囲に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】一実施形態による携帯用の電子機器を示す斜視図である。
【図２】図１の電子機器の主要部を説明するブロック図である。
【図３】図１の電子機器の電源制御部を示すブロック図である。
【図４】電源制御部の動作のタイミングを説明する図である。
【図５】電池残量が低下した場合の動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００３８】
１００    電子機器
１０２    電源オンボタン
１０３    電源オフボタン
１０４    表示部
１０５    システムキー
１０６    第１電池
１０７    第２電池
２０１    ＣＰＵ
２０２    電源制御部
２１１    アナログ回路
２１２    デジタル回路
３０１、３０２    電圧検出部
３０３    スイッチ回路部
３０５、３０６    スイッチ
３０７    第１電源供給路
３０８    第２電源供給路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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