(57)【要約】【課題】動作時のピーク電流が大きい部品の故障により、パーシャルショートして発熱することを防止するのに適した発熱保護回路を提供する。【解決手段】ＰチャネルＦＥＴ（１０３）のソース（Ｓ）端子にバッテリ１０４のプラス端子が接続され、ＰチャネルＦＥＴのドレイン（Ｄ）端子にＧＳＭパワーアンプ（１０１）の電源端子が接続され、ＰチャネルＦＥＴのゲート（Ｇ）端子に温度スイッチＩＣ１０２の検出出力が接続され、温度スイッチＩＣは、その検出温度が規定値を超えると、その検出出力がＨＩＧＨとなる様に構成され、その検出出力がＨＩＧＨになると、ＰチャネルＦＥＴはＯＦＦ状態となり、バッテリからＧＳＭパワーアンプへの電源供給を遮断する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
能動電子部品と、温度を検出する温度スイッチＩＣと、ＰチャネルＦＥＴとを備え、
前記ＰチャネルＦＥＴのソース端子にバッテリのプラス端子が接続され、前記ＰチャネルＦＥＴのドレイン端子に前記能動電子部品の電源端子が接続され、前記ＰチャネルＦＥＴのゲート端子に温度スイッチＩＣの検出出力が接続され、
前記温度スイッチＩＣは、その検出温度が規定値を超えると、その検出出力がＨＩＧＨとなる様に構成され、
該検出出力がＨＩＧＨになると、前記ＰチャネルＦＥＴはＯＦＦ状態となり、前記バッテリから前記能動電子部品への電源供給を遮断することを特徴とする発熱保護回路。
【請求項２】
前記温度スイッチＩＣの検出出力は、温度が前記規定値より下がっても、ＨＩＧＨを維持することを特徴とする請求項１に記載の発熱保護回路。
【請求項３】
装置を制御するＣＰＵをさらに備え、
前記温度スイッチＩＣの検出出力を該ＣＰＵへ入力し、
該ＣＰＵは、温度スイッチＩＣの検出出力がＨＩＧＨになると、前記装置の動作を止めて、アラームを出力することを特徴とする請求項１に記載の発熱保護回路。
【請求項４】
前記能動電子部品が、ＴＤＭＡ通信用のパワーアンプであることを特徴とする請求項１に記載の発熱保護回路。
【請求項５】
温度を検出する温度スイッチＩＣと、ＰチャネルＦＥＴを用いた能動電子部品の発熱保護方法であって、
前記ＰチャネルＦＥＴのソース端子にバッテリのプラス端子を接続し、
前記ＰチャネルＦＥＴのドレイン端子に前記能動電子部品の電源端子を接続し、
前記ＰチャネルＦＥＴのゲート端子に温度スイッチＩＣの検出出力を接続し、
前記温度スイッチＩＣは、その検出温度が規定値を超えると、その検出出力をＨＩＧＨとし、
該検出出力がＨＩＧＨになると、前記ＰチャネルＦＥＴはＯＦＦ状態となり、前記バッテリから前記能動電子部品への電源供給を遮断することを特徴とする発熱保護方法。
【請求項６】
前記温度スイッチＩＣの検出出力は、温度が前記規定値より下がっても、ＨＩＧＨを維持することを特徴とする請求項５に記載の発熱保護方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯端末のパワーアンプに適用して好適な発熱保護回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、部品がパーシャルショートモードで故障して発熱するのを防ぐために、ヒューズが使われていた。動作時の電流変動が少ない部品では、ヒューズによる発熱保護は有効であるが、例えば、ＧＳＭ(Global System for Mobile communication)携帯端末のパワーアンプなどはバースト動作するため、動作時のピーク電流が２Ａ弱となり、定格２Ａ以上のヒューズが必要となる。
【０００３】
また、移動通信機において過電流による温度上昇を抑えるため、送信増幅器が発熱するとサーミスタの抵抗値が変化し、送信増幅器の温度が閾値を超えるとＦＥＴが送信増幅器の電源を切断することによって、送信増幅器の温度上昇を抑えることができる保護回路がある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−２６０８６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、定格２Ａ以上のヒューズでは、部品がパーシャルショートモードで故障した場合、装置表面の温度が高くなり、最悪の場合、ユーザが火傷を起こす危険がある。すなわち、部品がパーシャルショートモードで故障して、発熱が発生する場合、その部品が正常動作をしているピーク電流以下でも、火傷などの危険性は残ってしまう。このような場合は、ヒューズで保護回路を構成できない。また、発熱検出及び保護回路の制御にソフトウェアが介在している場合、発熱等でソフトウェア動作が正常でなくなる危険性がある。
【０００５】
また、特許文献１に記載の保護回路では、サーミスタを用いているため、温度上昇に伴い、抵抗値が連続的に変化し、ＦＥＴが完全にＯＦＦ状態とならないことがある。この場合、ＦＥＴのＯＮ抵抗により、ＦＥＴが発熱してしまう危険がある。
【０００６】
さらに、上記保護回路では、ＦＥＴがＯＦＦ状態で温度が下がると、ＦＥＴがＯＮしてしまうため、部品がパーシャルショートモードで故障している場合、ＦＥＴがＯＮ／ＯＦＦを続けてしまい、完全に発熱を止めることができない。
【０００７】
そこで本発明は、動作時のピーク電流が大きい部品の故障により、パーシャルショートして発熱することを防止するのに適した発熱保護回路及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の課題を解決するため、本発明は、ヒューズの代わりに温度スイッチＩＣとＰチャネルＦＥＴを用い、故障により、温度異常を検出した場合に、ＰチャネルＦＥＴをＯＦＦにして、故障部品の発熱を防止することを特徴とする。また、温度スイッチＩＣは、規定温度よりも温度が上昇して、検出信号がＯＮすると、その後、故障部品の発熱が止まり、温度が下がっても検出信号をＯＦＦしない仕様とすることで、確実に発熱を止めることが可能となる。
【０００９】
また、本発明では、発熱検出及び保護回路の制御をハードウェアのみで構成しているため、より安全性の高い回路となっている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、部品が故障して、部品が正常動作して流れるピーク電流値よりも少ない電流が流れて発熱する場合においても、確実に発熱を防止することができ、ユーザが火傷などすることの無い安全性の高い装置を提供することが可能となる。
【００１１】
さらに、部品が故障して保護回路が作動し、発熱が止まり温度が下がっても、再度、故障した部品への電源供給が再開されることはなく、再発熱を繰り返さないため、安全性の高い装置を提供することが可能となる。
【００１２】
また、ソフトウェアではなく、ハードウェアにより発熱を防止するため、誤動作の可能性が低く、安定した動作の装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、本発明の最良の形態について図面を参照して説明する。
【００１４】
ＴＤＭＡ(Time Division Multiple Access)方式携帯端末において、送信用パワーアンプのメイン電源ラインにＰチャネル電界効果トランジスタ（以下、ＦＥＴ）を挿入し、ＰチャネルＦＥＴのゲートに、温度スイッチＩＣの検出信号出力を接続し、保護回路を構成する。
【実施例１】
【００１５】
第１の実施例の構成について、図１を参照して説明する。本実施例は、ＧＳＭ方式の送信用パワーアンプ（以下、ＧＳＭパワーアンプ）１０１、温度を検出する温度スイッチＩＣ１０２、ＰチャネルＦＥＴ１０３、バッテリ１０４、及びＧＳＭ携帯端末１０５から構成される。ＧＳＭ携帯端末の基板に、ＧＳＭパワーアンプ１０１、温度スイッチＩＣ１０２、ＰチャネルＦＥＴ１０３が実装されており、バッテリ１０４は外付けでＧＳＭ携帯端末１０５に接続される構成となっている。
【００１６】
一般のＧＳＭ携帯端末では、バッテリ１０４のプラス端子は、ＧＳＭパワーアンプ１０１の電源端子に直接接続される。しかし、本発明では、バッテリ１０４のプラス端子は、ＰチャネルＦＥＴ１０３のソース（Ｓ）端子に接続され、ＧＳＭパワーアンプ１０１の電源端子は、ＰチャネルＦＥＴ１０３のドレイン（Ｄ）端子に接続される。また、ＰチャネルＦＥＴ１０３のゲート（Ｇ）端子は、温度スイッチＩＣ１０２の検出出力が接続される。なお、温度スイッチＩＣ１０２の電源端子には、バッテリ１０４のプラス端子が接続される構成となる。
【００１７】
本発明に用いるＦＥＴは、ソースの電圧が常時ＨＩＧＨで、正常時にＯＮする必要があるため、ＰチャネルＦＥＴでなければならない。ＮチャネルＦＥＴを用いることはできない。
【００１８】
温度スイッチＩＣ１０２は、内蔵されている温度センサー部で温度を検出する。このため、装置表面にて、火傷する温度を考慮して、規定温度を設定している。本実施例では、温度センサー部にて規定温度（例えば、７５℃）を検出すると、検出出力がＬＯＷ→ＨＩＧＨとなる。その時の装置表面温度は、それよりも低くなる。装置表面温度と温度スイッチＩＣ部の温度差は、実装にもよるが、例えば１０℃程度と見込む。
【００１９】
次に本実施例の動作について、図１を参照して説明する。まず初めに、ＧＳＭ携帯端末１０５にバッテリ１０４を接続した状態で、ＧＳＭパワーアンプ１０１が故障していない場合の動作を説明する。この状態では、温度スイッチＩＣ１０２は、規定温度以下のため、検出出力はＬＯＷ（グランドレベル）となる。温度スイッチＩＣ１０２の検出出力がＬＯＷであると、ＰチャネルＦＥＴ１０３はＯＮ状態となり、バッテリ１０４からＧＳＭパワーアンプ１０１へ電源が供給される。
【００２０】
次に、上記状態でＧＳＭパワーアンプ１０１がＧＳＭ通話時に正常動作する場合の動作を説明する。この状態では、ＧＳＭパワーアンプ１０１には、ピークで２Ａ弱の電流が流れる場合があるが、正常動作しているため、設計どおりの発熱量となり、規定温度以下のため、検出出力はＬＯＷ（グランドレベル）となる。温度スイッチＩＣ１０２の検出出力がＬＯＷであると、ＰチャネルＦＥＴ１０３はＯＮ状態となり、バッテリ１０４からＧＳＭパワーアンプ１０１へ電源が供給される。
【００２１】
次に、ＧＳＭパワーアンプ１０１がパーシャルショートモードで故障した場合を考える。パーシャルショートモードで故障し、２Ａ程度の電流が流れる場合、ＧＳＭパワーアンプ１０１は発熱し、温度スイッチＩＣ１０２の検出温度が規定値を超えると、温度スイッチＩＣ１０２の検出出力はＨＩＧＨ（バッテリ電圧レベル）となる。検出出力がＨＩＧＨであると、ＰチャネルＦＥＴ１０３はＯＦＦ状態となり、バッテリ１０４からＧＳＭパワーアンプ１０１への電源供給が遮断する。ＧＳＭパワーアンプ１０１への電源供給が遮断すると、ＧＳＭパワーアンプ１０１の発熱は止まり、装置の表面温度はユーザが火傷するには至らない。
【００２２】
また、発熱が止まり、温度が規定値より下がっても、温度スイッチＩＣ１０２の検出出力はＨＩＧＨ（バッテリ電圧レベル）を維持するため、再度、発熱するには至らない。温度スイッチＩＣ１０２の検出出力は、バッテリ１０４を取り外すか、バッテリが所定の電圧値以下になった場合、リセットされる。このため、バッテリ１０４を接続したまま、電源をオン／オフしても、再びパーシャルショートによって発熱することはない。なお、外部からのリセット信号によって温度スイッチＩＣ１０２の検出出力をリセットする構成とすることもできる。
【実施例２】
【００２３】
第２の実施例の構成について、図２を参照して説明する。温度スイッチＩＣ２０２の出力をＣＰＵ２０６へ入力し、ＣＰＵ２０６は、温度スイッチＩＣ１０２の検出出力がＨＩＧＨ（バッテリ電圧レベル）になると、装置の動作を止めて、表示デバイス２０７へアラーム（例えば、“故障したので、お近くのショップへご相談下さい”など）を表示させる。これによって、ユーザは、装置が故障したことをすぐに認識できるため、サービス品質を向上することができる。また、スピーカからの音声でアラームを出力する構成とすることもできる。他の構成は、第１の実施例と同様である。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明は、ＴＤＭＡ通信が可能な携帯端末（ＧＳＭ方式やＰＤＣ(Personal Digital Cellular)方式など）に利用すると好適である。さらに、バースト動作等を行う能動電子部品の発熱保護に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１の実施例の構成図である。
【図２】第２の実施例の構成図である。
【符号の説明】
【００２６】
１０１，２０１  ＧＳＭパワーアンプ
１０２，２０２  温度スイッチＩＣ
１０３，２０３  ＰチャネルＦＥＴ
１０４，２０４  バッテリ
１０５，２０５  ＧＳＭ携帯端末
２０６  ＣＰＵ
２０７  表示デバイス
【図１】
2008135820.tif 000003
【図２】
2008135820.tif 000004