(57)【要約】【課題】回路ブロックが動作することで発生する高周波ノイズが空中に放射されるのを防止することを課題とする。【解決手段】複数の回路ブロックと、複数の電力供給源と、回路ブロック単位で電力の供給を受ける回路ブロック電力入力部とを備え、前記回路ブロック電力入力部と電力供給源が近接して接続される電子機器として構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の回路ブロックと、複数の電力供給源と、回路ブロック単位で電力の供給を受ける回路ブロック電力入力部とを備え、
前記回路ブロック電力入力部と電力供給源が近接して接続されることを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記回路ブロックの電力入力部に近接して接続される電力供給源は電池であり、電池は回路ブロック毎に設けられることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記回路ブロックの電力入力部に近接して接続される電力供給源はキャパシタであり、キャパシタは回路ブロック毎に設けられることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項４】
外部から電力供給を受ける受電部と充電回路を備え、
前記充電回路は、回路ブロックに近接して接続される電池又はキャパシタが回路ブロックに供給する最大電流値よりも少ない定電流を、前記電池又はキャパシタに供給するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項５】
電池又はキャパシタと充電回路を接続する第１のスイッチ回路と、電池又はキャパシタと回路ブロックを接続する第２のスイッチ回路と、スイッチ制御回路を備え、
前記スイッチ制御回路は、充電器回路からの信号で、第１のスイッチ回路及び第２のスイッチ回路のオン・オフの制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項６】
前記スイッチ制御回路は、第一の回路ブロックが非動作状態で第二の回路ブロックが動作状態のとき、第一の回路ブロックに接続される第２のスイッチ回路をオフとし、第１の回路ブロックに接続される電池又はキャパシタと充電器を接続する第１のスイッチ回路をオンとするとともに、第２の回路ブロックの第１のスイッチ回路及び第２のスイッチ回路をオンにすることを特徴とする請求項５に記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は携帯型電子機器での電波ノイズの放射を抑制する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４は、従来の電子機器の構成を示すブロック図である。電子機器を構成する複数の回路ブロック１０−１〜１０−３は電源回路３００から電源ライン３２０を介して電力が供給される。電源回路３００は回路ブロック１０−１〜１０−３に供給する電圧を一定電圧にレギュレーションする定電圧源である。電源ラインには電源回路から回路ブロックに供給する大電流が流れるのでラインインピーダンスを下げるために広い配線スペースを必要とし、携帯機器での小型化の阻害原因であるだけでなく、回路ブロックの動作に伴う高周波電流が電源ラインに流れ、電源ラインをアンテナとして電波ノイズが空中に放射される問題があった。
【０００３】
回路ブロックの動作で発生する高周波電流ノイズが共通の電源ライン３２０に流れるのを防止する方法として特許文献１に開示されているように、回路ブロックの電力入力部にボルテージフォロワー回路を付加して、回路ブロックで発生する入力電圧変動が電源ラインに伝わるのを抑制する方法が知られている。特許文献２はボルテージフォロワー回路の代りに、各回路ブロック電力入力部に個別に電源回路を配した、分散給電の例が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−１０３０１４号公報
【特許文献２】特開平１１−２３５０１８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、従来の方法では回路ブロック１０−１〜１０−３は電源回路３００から電源ライン３２０を介して電力が供給されるので、電源ライン３２０には大電流を流すためにラインインピーダンスを下げる必要があり、広い配線スペースを必要とする。又、回路ブロックの消費電力が変動すると電源ライン３２０に流れる電流も変動するので、回路ブロックが動作することで発生する高周波ノイズを完全に抑止することが難しかった。
【０００５】
本発明の目的は、回路ブロックが動作することで発生する高周波ノイズが空中に放射されるのを防止することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するために本発明に関わる電子機器は、複数の回路ブロックと、複数の電力供給源と、回路ブロック単位で電力の供給を受ける回路ブロック電力入力部とを備え、
前記回路ブロック電力入力部と電力供給源が近接して接続されることを特徴とする。
【０００７】
又、本発明に関わる電子機器は、前記回路ブロックの電力入力部に近接して接続される電力供給源は電池であり、電池は回路ブロック毎に設けられることを特徴とする。
【０００８】
又、本発明に関わる電子機器は、前記回路ブロックの電力入力部に近接して接続される電力供給源はキャパシタであり、キャパシタは回路ブロック毎に設けられることを特徴とする。
【０００９】
又、本発明に関わる電子機器は、外部から電力供給を受ける受電部と充電回路を備え、前記充電回路は、回路ブロックに近接して接続される電池又はキャパシタが回路ブロックに供給する最大電流値よりも少ない定電流で、前記電池又はキャパシタを低速充電することを特徴とする
又、本発明に関わる電子機器は、電池又はキャパシタと充電器回路を接続する第１のスイッチ回路と、電池又はキャパシタと回路ブロックを接続する第２のスイッチ回路と、スイッチ制御回路を備え、充電器回路からの信号で、第１のスイッチ回路及び第２のスイッチ回路のオン・オフの制御を行うことができる。
【００１０】
又、本発明に関わるスイッチ制御回路は、第一の回路ブロックが非動作状態で第二の回路ブロックが動作状態のとき、第一の回路ブロックに接続される第２のスイッチ回路をオフとし、第１の回路ブロックに接続される電池又はキャパシタと充電器を接続する第１のスイッチ回路をオンとするとともに、第２の回路ブロックの第１のスイッチ回路及び第２のスイッチ回路をオンとすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、電子機器を構成する回路ブロックに近接して電力供給源を接続するとともに、各回路ブロック毎に電力供給源が設けられるため電力供給ラインが不要となり、各回路ブロックで発生する高周波電流が電源供給ラインに流れることで放射されるのを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施形態を、図１を参照しながら説明する。図１は本発明の実施形態の電子機器１の構成図である。電子機器１は、内部にＬＳＩ等の複数の回路ブロック１０−１、１０−２、１０−３を含み、回路ブロック同士は此処には図示しない信号線で接続され、それぞれ信号のやりとりをすることで決められた処理を行う。回路ブロック１０−１から１０−３は各々電力の供給を受ける電力入力部を備え、電力入力部に近接して電力供給源である電池２０−１〜２０−３が接続され、電力の供給を受ける。論理回路ブロック１０−１〜１０−３は例えばＣＭＯＳのロジックＬＳＩであり、クロック信号に同期してオン・オフのロジック動作を行う。ＣＭＯＳロジック回路のオン・オフ動作はＭＯＳトランジスタのゲートに電力供給部から電荷をチャージするか、或いはゲートの電荷をディスチャージすることで行われる。ＭＯＳトランジスタのゲートへの電荷のチャージ・ディスチャージはクロック信号に同期して動作するので、クロック信号の周波数で電力供給源からＭＯＳトランジスタのゲートチャージ電流の流入が発生する。ＣＭＯＳロジック回路のオン・オフ動作で発生する高周波電流は、電力供給源とＣＭＯＳロジック回路の間で流れるが、電力供給源と負荷であるＣＭＯＳロジック回路が離れた位置にあるとその間を結ぶ電源供給ラインに高周波電流が流れ、電源供給ラインをアンテナとして電波ノイズが放射される。
【００１３】
しかし、本実施形態１で示す図１の回路では、電力供給源である電池はＣＭＯＳロジック回路であるＬＳＩ毎に設けられ、電力供給源である電池はＣＭＯＳロジック回路ＬＳＩに近接して接続されるので、高周波電流は非常に短いループ内で流れることとなり空中への電波ノイズの放射が抑制される。
【００１４】
次に図２を参照しながら第２の実施形態について説明する。
【００１５】
図１の実施形態ではＬＳＩ等の回路ブロックの電力供給源に近接して接続される電力源は交換可能な一次電池或いは二次電池であり、電池の放電が完了して空になると新しい電池或いは充電済の電池に交換する必要がある。このような電池交換の煩わしさを避けるには、回路ブロックに近接して接続される電池を充電可能な二次電池とし、電池を取り外すことなく充電できるようにするために、
電子機器１は更に、回路ブロック１０−１〜１０−３に近接して接続されるに二次電池２０−１０〜２０−３を充電するための充電電流を供給するための電力供給ライン３２０と電力供給ライン３２０を介して電池を充電する充電器回路３１０と外部から充電器回路に電力を供給するための受電部２００を含む。又、外部電源１００は電子機器１に外部から電力を供給するための外部電力源である。
【００１６】
充電器回路３１０は二次電池又はキャパシタの充電電力を供給するために、定電流或いは定電圧・定電流を出力するＤＣ−ＤＣコンバータである。二次電池やキャパシタは充電するとき充電電流を許容電流量以下に抑えないと発熱や急激な寿命劣化を起こす問題があるので、電池電圧に依存して充電電流が変動しないように充電電流を一定値に制御する、定電流出力ＤＣ−ＤＣコンバータで充電が行われる。又、二次電池がリチウム二次電池の場合は充電許容電圧以下で充電を行わないと電池の破裂や発火、急激な寿命劣化を起こす問題があるので、定電圧・定電流出力ＤＣ−ＤＣコンバータで充電が行われる。二次電池やキャパシタを充電する充電電流は発熱や寿命劣化を防止するために最大電流値が制限されるが、最小電流値は制限されない。ＮｉＣＡＤやＮｉＭＨなど定電流充電される二次電池は１Ｃで充電すると約１時間で充電が完了するが０．５Ｃで充電すると倍の約２時間で充電が完了し、充電電流を減らした場合は充電に要する時間が長くなるだけである。リチウム二次電池を１Ｃで充電すると約２時間で充電が完了し、０．５Ｃで充電すると約２．７時間で充電が完了し、ＮｉＣＡＤやＮｉＭＨ同様充電電流を減らした場合は充電に要する時間が長くなるだけである。
【００１７】
ＬＳＩ等の論理回路負荷に電力を供給するときは、負荷が要求する電流を供給しないと負荷電圧が低下して回路が誤動作するので、負荷の要求する最大電流を電源供給ラインに流さなければならない。又、最大電流が流れたときの電源供給ラインでの電圧ドロップを抑えるために、電源供給ラインのインピーダンスを下げる必要がある。電源供給ラインのラインインピーダンスは電源供給ラインの長さに比例し断面積に反比例する。多層プリント基板上の銅配線パターンの厚さは１７μ程度であり、電源供給用ライン用に表面層を使用して厚くしても３５μ程度であり、５０μ以上に厚くすることはない。１７μ厚１０ｍｍ長の銅配線パターンで１ｍΩを実現するには１０ｍｍの幅が必要であり、大電流を流すためには幅広い配線スペースを必要とし、携帯機器での小型化の阻害原因であった。
【００１８】
しかし、上述したように充電器回路３１０から二次電池２０−１０〜２０−３に充電電流を供給する電源供給ライン３２０は電流値を低く抑えられるので、パターン幅を狭くすることができ、少ないスペースで済む。
【００１９】
又、充電器回路３１０から二次電池２０−１０〜２０−３に流れる電流は電流値が一定の定電流であるので、電流供給ライン３２０ではスタティック磁界しか発生せず、空中に電波ノイズを放射することはない。
【００２０】
次に図３を参照しながら第３の実施形態について説明する。
【００２１】
電子機器を構成するＣＭＯＳ論理回路ＬＳＩ毎に電力供給源である電池を設けると、複数ある電池のいずれかの電池の放電が終了すると、他の電池の残量が十分有っても電子機器をそれ以上稼働させることができない。このような不便を解消するために残量が十分ある電池から残量の少ない電池に電力を補うことと、装置の省電力化を目的として、
電子機器１は更に、電池又はキャパシタ２０−１０〜２０−３と充電器回路３１０を接続する第１のスイッチ回路４０１−１〜４０１−３と、電池又はキャパシタ２０−１０〜２０−３と回路ブロック１０−１〜１０−３を接続する第２のスイッチ回路４０２−１〜４０２−３と、スイッチ制御回路５００−１〜５００−３を含む。
【００２２】
スイッチ制御回路５００−１〜５００−３は第１のスイッチ回路及び第２のスイッチ回路のオン・オフを制御する制御回路である。電子機器１の受電部２００に外部電源１００が接続され充電器回路３００が動作しているとき、スイッチ制御回路５００−１〜５００−３は第１のスイッチ回路４０１−１〜４０１−３をオン状態にして電池２０−１０〜２０−３の充電を行う。充電器回路３００が動作中で電池２０−１０〜２０−３のいずれかが満充電（１００％充電状態）であるとき、スイッチ制御回路５００−１〜５００−３は満充電である電池の第１のスイッチ回路をオフにして充電を停止するとともに、電池と電源供給ライン３２０を切り離す。
【００２３】
電子機器１の受電部２００に外部電源１００が接続されていないとき、或いは外部電源１００が接続されているが充電器回路３００が動作していないときは、スイッチ制御回路５００−１〜５００−３は第１のスイッチ回路４０１−１〜４０１−３をオフ状態にして、電池２０−１０〜２０−３と電源供給ライン３２０を切り離す。
【００２４】
このように、電池又はキャパシタ２０−１０〜２０−３と充電器回路３１０を接続する第１のスイッチ回路４０１−１〜４０１−３を設け、電池と電源供給ライン３２０を切り離すことで回路ブロックからの高周波電流が電源供給ラインに回り込んで高周波ノイズを放射するのを抑止する。
【００２５】
電子機器１の回路ブロック１０−１〜１０−３が動作状態にあるとき、スイッチ制御回路５００−１〜５００−３は第２のスイッチ回路４０２−１〜４０２−３をオン状態にして回路ブロック１０−１〜１０−３に電力を供給する。電子機器１の回路ブロック１０−１〜１０−３のいずれかが非動作状態にあるとき、スイッチ制御回路５００−１〜５００−３は非動作状態にある回路ブロックの第２のスイッチ回路をオフ状態にして消費電力の削減を行う。
【００２６】
又、任意の回路ブロックの電池の電力が不足して装電子機器１の動作をこれ以上続けられないとき、電力に余裕のある電池から電力を補うために、スイッチ制御回路は電力が不足している電池の第１のスイッチ回路１及び電力に余裕のある電池の第１のスイッチ回路をオンとして、電池の共有化を図る。
【００２７】
１例として回路ブロック１０−１が非動作状態で回路ブロック１０−２〜１０−３が動作状態で、電力供給源２０−２の電力が不足し電力供給源２０−１に電力余力があるとき、スイッチ制御回路５００−１〜５００−２は第一のスイッチ４０１−１〜４０１―２をオンにし、第一のスイッチ４０１−３をオフにして電力供給源２０−１から電力供給源２０−２へ電力を補う。このとき、回路ブロック１０−１は非動作状態であるので第２のスイッチ回路４０２−１はオフ状態であり、回路ブロック１０−２〜１０−３は動作状態であるので第２のスイッチ回路４０２−２〜４０２−２はオン状態である。
【００２８】
以上のように、電子機器を構成するＣＭＯＳ論理回路ＬＳＩ毎に電力供給源である電池を設けたときに、複数ある電池のいずれかの電池の放電が終了しても、他の残量が十分ある電池から残量の少ない電池に電力を補うこととで、電子機器の稼働時間を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第一の実施形態を示す図である。
【図２】本発明の第二の実施形態を示す図である。
【図３】本発明の第三の実施形態を示す図である。
【図４】従来の電子機器の構成を示す回路を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１        電子機器
１０−１、１０−２、１０−３  回路ブロック
２０−１、２０−２、２０−３  電池
１００    外部電源
２００    受電端子
３００    電源回路
３１０    充電器回路
３２０    電力供給ライン
４０１−１、４０１−２、４０１−３、４０２−１、４０２−２、４０２−３  スイッチ回路
５００−１、５００−２、５００−３  スイッチ制御回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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