(57)【要約】【課題】燃料を補給するまでの使用可能時間を長くすることができると共に、突然の燃料切れに対し、機器及び使用者にダメージを与えないようにすることができる燃料電池を使用した電源装置を有する携帯用電子機器を得る。【解決手段】燃料電池１１の燃料貯蔵部２１の燃料が所定値まで少なくなると、第１電圧変換部１４又は第２電圧変換部１５のいずれか一方の動作を停止させ、機能回路３における必要最低限の機能だけを作動させて電力消費量を低減させるようにした。【選択図】  図１
2004227805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体燃料を用いた燃料電池を使用する電源装置によって所定の機能を有する少なくとも１つの機能回路からなる機能回路部が駆動されてなる携帯用電子機器において、
前記電源装置は、
前記液体燃料を貯蔵する燃料貯蔵部と、
該燃料貯蔵部から送られてくる前記液体燃料を用いて電力を発生する電力発生部と、
該電力発生部からの電力を所望の電圧に変換して前記機能回路部の対応する機能回路に出力する少なくとも１つの電圧変換部と、
前記燃料貯蔵部の液体燃料の貯蔵量を検出する燃料貯蔵量検出部と、
該燃料貯蔵量検出部の検出結果に応じて、前記電圧変換部の消費電力を変化させる電源制御部と、
を備えることを特徴とする携帯用電子機器。
【請求項２】
前記電源制御部は、燃料貯蔵量検出部の検出結果が前記燃料貯蔵部の残燃料が所定値以下であることを示している場合、前記電圧変換部の所定の１つを排他的に作動させることを特徴とする請求項１記載の携帯用電子機器。
【請求項３】
前記電圧変換部は、入力された制御信号に応じて消費電力を低減させて作動する低消費電力動作モードを備え、前記電源制御部は、燃料貯蔵量検出部の検出結果が前記燃料貯蔵部の残燃料が所定値以下であることを示している場合、前記電圧変換部の所定の１つを排他的に作動させると共に、該作動させた電圧変換部に対して前記低消費電力動作モードで作動させることを特徴とする請求項１記載の携帯用電子機器。
【請求項４】
前記電力発生部は、前記液体燃料を酸化する酸化手段と、該酸化手段から得られた電子を捕獲する電子捕獲手段とを有することを特徴とする請求項１、２又は３記載の携帯用電子機器。
【請求項５】
前記液体燃料はメタノールであることを特徴とする請求項４記載の携帯用電子機器。
【請求項６】
前記燃料貯蔵量検出部は、燃料貯蔵部の残燃料が所定値以下になると所定の信号を出力することを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の携帯用電子機器。
【請求項７】
前記燃料貯蔵量検出部は、所定の光を投光する投光部と、該投光部からの光を受光する受光部とを備え、前記燃料貯蔵部は、平行でない対向する光透過性の外壁を有した液体燃料を格納する液体燃料格納容器を備え、前記投光部及び受光部は、投光部からの光が液体燃料格納容器の該光透過性の外壁を介して受光部で受光されるようにそれぞれ配置し、前記燃料貯蔵量検出部は、投光部からの光を受光部で受光したか否かにより、燃料の有無を検出することを特徴とする請求項６記載の携帯用電子機器。
【請求項８】
前記燃料貯蔵量検出部は、所定の光を投光する投光部と、該投光部からの光を受光する受光部とを備え、前記燃料貯蔵部は、電力発生部へ燃料を送る経路に、平行でない対向する光透過性の外壁を有した部分を備え、前記投光部及び受光部は、投光部からの光が該部分の光透過性の外壁を介して受光部で受光されるようにそれぞれ配置し、前記燃料貯蔵量検出部は、投光部からの光を受光部で受光したか否かにより、燃料の有無を検出することを特徴とする請求項６記載の携帯用電子機器。
【請求項９】
前記電圧変換部は、
入力された制御信号に応じて対応する前記機能回路に出力する電流の制御を行う出力制御用トランジスタと、
第１演算増幅器の一方の入力端に所定の第１基準電圧が入力されると共に、該第１演算増幅器の他方の入力端に、対応する前記機能回路に出力する出力電圧に比例した電圧が入力され、該第１演算増幅器の出力信号で前記出力制御用トランジスタを制御する第１制御回路部と、
第２演算増幅器の一方の入力端に所定の第２基準電圧が入力されると共に、該第２演算増幅器の他方の入力端に、対応する前記機能回路に出力する出力電圧に比例した電圧が入力され、該第２演算増幅器の出力信号で前記出力制御用トランジスタを制御する第２制御回路部と、
前記電源制御部からの制御信号に応じて、前記第１制御回路部又は該第２制御回路部のいずれか１つを排他的に作動させる切替回路部と、
を備え、
前記第２制御回路部は、前記第１制御回路部よりも消費電力が小さく、前記切替回路部は、電源制御部から前記低消費電力動作モードで作動することを示す前記制御信号が入力されると、前記第１制御回路部の動作を停止させると共に第２制御回路部を作動させることを特徴とする請求項３記載の携帯用電子機器。
【請求項１０】
前記電圧変換部は、
入力される制御信号に応じてスイッチングを行い、前記電力発生部からの電圧を出力するスイッチングトランジスタと、
スイッチングトランジスタの出力信号を平滑して対応する前記機能回路に出力する平滑回路部と、
該平滑回路部の出力電圧に比例した電圧が所定の第３基準電圧になるように前記スイッチングトランジスタのスイッチング制御を行うスイッチング制御部と、を備えるＤＣ−ＤＣコンバータをなし、
前記スイッチング制御部は、電源制御部から前記低消費電力動作モードで作動することを示す前記制御信号が入力されると、前記スイッチングトランジスタのスイッチングを停止させることを特徴とする請求項３記載の携帯用電子機器。
【請求項１１】
前記電源装置は、前記燃料貯蔵量検出部の検出結果に応じて燃料貯蔵部の残燃料の表示を行う残燃料表示部を備えることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７又は８記載の携帯用電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池を使用した電源装置を有する携帯用電子機器に関し、特に、燃料としてメタノールを使用し、燃料電池の残燃料が少なくなった場合に、出力電流を極力小さくするようにした電源装置を有する携帯用電子機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ノートパソコンやビデオカメラ、携帯電話等のように２次電池を電源とした携帯用電子機器が広く普及している。携帯用電子機器の場合は、機器内の回路の低消費電力化も進んでいるが、それを上回る勢いで、携帯用電子機器の機能が向上し、機器の消費電力が増える傾向にある。更に、携帯用電子機器においては長時間にわたる使用が求められているため、電源である２次電池の大容量化も進んでいるが該要求に追いつかない状況にある。このような状況下で注目され始めたのがメタノールを燃料とした燃料電池である。
【０００３】
燃料電池は、使用する電解質や燃料の種類によりいくつかの種類がある。メタノールを直接燃料にする直接メタノール型燃料電池（ＤＭＦＣ：Ｄｉｒｅｃｔ  Ｍｅｔｈａｎｏｌ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ）は、メタノールを直接アノード電極に供給するため、メタノールを改質器を用いて水素主成分のガスに変換して使用する改質型に比べ、改質器が不要となり小型軽量化が可能で、燃料が取り扱いやすく、装填が簡便である。しかも、直接メタノール型燃料電池は、現在一般に使用されているリチウム電池の１０倍近くの容量を実現できる可能性があるため、比較的小規模な電源として期待されている。しかも、燃料電池は、環境にもやさしい電源であり、特に携帯電話やノートパソコンのような民生用携帯機器の電源として有力視されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、燃料電池の残燃料を検出する場合、従来から２次電池で行われている電池電圧を検出して電池の寿命を推定する方式は使用できない。しかし、燃料がなくなって突然、使用中の携帯用電子機器の電源が供給されなくなった場合でも、使用中の携帯用電子機器及び使用者にダメージを与えないようにする必要があった。
また、燃料電池を採用して電源の寿命が１０倍延びたとしても、携帯用電子機器の場合は、適宜燃料を補給する必要がある。しかも、電源の寿命が長くなると、ユーザは電源についての配慮が希薄になり補助燃料の準備等を怠るようになると考えられる。このため、従来以上に残燃料が少なくなったときの機器への配慮が必要であった。
【０００５】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、携帯用電子機器に燃料電池を採用した場合の残燃料の検出と、残燃料が少なくなった場合に、携帯用電子機器に残燃料が少なくなったことを知らせるための表示を行うと共に、携帯用電子機器における必要最小限の機能だけに電力を供給し、さらに電源回路自体で消費する電力も小さくすることによって、燃料を補給するまでの使用可能時間を長くすることができると共に、突然の燃料切れに対し、機器及び使用者にダメージを与えないようにすることができる燃料電池を使用した電源装置を有する携帯用電子機器を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る携帯用電子機器は、液体燃料を用いた燃料電池を使用する電源装置によって所定の機能を有する少なくとも１つの機能回路からなる機能回路部が駆動されてなる携帯用電子機器において、
前記電源装置は、
前記液体燃料を貯蔵する燃料貯蔵部と、
該燃料貯蔵部から送られてくる前記液体燃料を用いて電力を発生する電力発生部と、
該電力発生部からの電力を所望の電圧に変換して前記機能回路部の対応する機能回路に出力する少なくとも１つの電圧変換部と、
前記燃料貯蔵部の液体燃料の貯蔵量を検出する燃料貯蔵量検出部と、
該燃料貯蔵量検出部の検出結果に応じて、前記電圧変換部の消費電力を変化させる電源制御部と、
を備えるものである。
【０００７】
具体的には、前記電源制御部は、燃料貯蔵量検出部の検出結果が前記燃料貯蔵部の残燃料が所定値以下であることを示している場合、前記電圧変換部の所定の１つを排他的に作動させるようにした。
【０００８】
また、前記電圧変換部は、入力された制御信号に応じて消費電力を低減させて作動する低消費電力動作モードを備え、前記電源制御部は、燃料貯蔵量検出部の検出結果が前記燃料貯蔵部の残燃料が所定値以下であることを示している場合、前記電圧変換部の所定の１つを排他的に作動させると共に、該作動させた電圧変換部に対して前記低消費電力動作モードで作動させるようにしてもよい。
【０００９】
また具体的には、前記電力発生部は、前記液体燃料を酸化する酸化手段と、該酸化手段から得られた電子を捕獲する電子捕獲手段とを有するものである。
【００１０】
この場合、前記液体燃料はメタノールである。
【００１１】
また、前記燃料貯蔵量検出部は、燃料貯蔵部の残燃料が所定値以下になると所定の信号を出力するようにしてもよい。
【００１２】
この場合、前記燃料貯蔵量検出部は、所定の光を投光する投光部と、該投光部からの光を受光する受光部とを備え、前記燃料貯蔵部は、平行でない対向する光透過性の外壁を有した液体燃料を格納する液体燃料格納容器を備え、前記投光部及び受光部は、投光部からの光が液体燃料格納容器の該光透過性の外壁を介して受光部で受光されるようにそれぞれ配置し、前記燃料貯蔵量検出部は、投光部からの光を受光部で受光したか否かにより、燃料の有無を検出するようにした。
【００１３】
また、前記燃料貯蔵量検出部は、所定の光を投光する投光部と、該投光部からの光を受光する受光部とを備え、前記燃料貯蔵部は、電力発生部へ燃料を送る経路に、平行でない対向する光透過性の外壁を有した部分を備え、前記投光部及び受光部は、投光部からの光が該部分の光透過性の外壁を介して受光部で受光されるようにそれぞれ配置し、前記燃料貯蔵量検出部は、投光部からの光を受光部で受光したか否かにより、燃料の有無を検出するようにしてもよい。
【００１４】
一方、前記電圧変換部は、
入力された制御信号に応じて対応する前記機能回路に出力する電流の制御を行う出力制御用トランジスタと、
第１演算増幅器の一方の入力端に所定の第１基準電圧が入力されると共に、該第１演算増幅器の他方の入力端に、対応する前記機能回路に出力する出力電圧に比例した電圧が入力され、該第１演算増幅器の出力信号で前記出力制御用トランジスタを制御する第１制御回路部と、
第２演算増幅器の一方の入力端に所定の第２基準電圧が入力されると共に、該第２演算増幅器の他方の入力端に、対応する前記機能回路に出力する出力電圧に比例した電圧が入力され、該第２演算増幅器の出力信号で前記出力制御用トランジスタを制御する第２制御回路部と、
前記電源制御部からの制御信号に応じて、前記第１制御回路部又は該第２制御回路部のいずれか１つを排他的に作動させる切替回路部と、
を備え、
前記第２制御回路部は、前記第１制御回路部よりも消費電力が小さく、前記切替回路部は、電源制御部から前記低消費電力動作モードで作動することを示す前記制御信号が入力されると、前記第１制御回路部の動作を停止させると共に第２制御回路部を作動させるようにしてもよい。
【００１５】
また、前記電圧変換部は、
入力される制御信号に応じてスイッチングを行い、前記電力発生部からの電圧を出力するスイッチングトランジスタと、
スイッチングトランジスタの出力信号を平滑して対応する前記機能回路に出力する平滑回路部と、
該平滑回路部の出力電圧に比例した電圧が所定の第３基準電圧になるように前記スイッチングトランジスタのスイッチング制御を行うスイッチング制御部と、を備えるＤＣ−ＤＣコンバータをなし、
前記スイッチング制御部は、電源制御部から前記低消費電力動作モードで作動することを示す前記制御信号が入力されると、前記スイッチングトランジスタのスイッチングを停止させるようにしてもよい。
【００１６】
また、前記電源装置は、前記燃料貯蔵量検出部の検出結果に応じて燃料貯蔵部の残燃料の表示を行う残燃料表示部を備えるようにしてもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、図面に示す実施の形態に基づいて、本発明を詳細に説明する。
第１の実施の形態．
図１は、本発明の第１の実施の形態における燃料電池を使用した電源装置を有する携帯用電子機器の例を示した図である。
図１において、携帯用電子機器１は、燃料電池を使用した電源装置２と、所定の機能をなす第１機能回路部４及び第２機能回路部５からなる機能回路３とを備え、該機能回路３は、電源装置２から電源供給されて作動する。
【００１８】
電源装置１は、燃料貯蔵部２１及び電力発生部２２を有する燃料電池１１と、燃料貯蔵部２１の燃料貯蔵量を検出する燃料貯蔵量検出部１２と、該燃料貯蔵量検出部１２の検出結果に応じて残燃料の表示を行う残燃料表示部１３と、燃料電池１１から供給された電力からそれぞれ所定の定電圧を生成して出力する第１電圧変換部１４及び第２電圧変換部１５からなる定電圧発生部１６と、該第１電圧変換部１４及び第２電圧変換部１５の動作制御をそれぞれ行う電源制御部１７とを備えている。
【００１９】
燃料電池１１の燃料はメタノールを使用し、該メタノールは燃料貯蔵部２１に蓄えられ、電力発生部２２に送られる。
図２は、電力発生部２２の構成例を示した図である。図２において、電力発生部２２は、電解質膜３１をメタノール燃料極であるアノード３２と空気極であるカソード３３で挟み、アノード３２側から燃料であるメタノール（ＣＨ３ＯＨ）を供給し、カソード３３側から空気中の酸素（Ｏ２）を供給するようにしたものである。メタノール燃料極ではＣＨ３ＯＨ＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ２＋６Ｈ＋＋６ｅ−の反応が行われると共に空気極ではＯ２＋４Ｈ＋＋４ｅ−→２Ｈ２Ｏの反応が行われることにより、アノード３２からカソード３３に電流が流れる。
【００２０】
電力発生部２２で発生した電力は、第１電圧変換部１４及び第２電圧変換部１５にそれぞれ供給される。第１電圧変換部１４は、電力発生部２２から供給された電力を機能回路３の所定の機能をなす第１機能回路部４が必要とする所定の第１定電圧Ｖｏ１に変換して、第１機能回路部４に出力する。第２電圧変換部１５は、電力発生部２２から供給された電力を機能回路３の所定の機能をなす第２機能回路部５が必要とする所定の第２定電圧Ｖｏ２に変換して、第２機能回路部５に出力する。なお、図１では、電源装置２は、第１電圧変換部１４及び第２電圧変換部１５の２つの電圧変換部を備える場合を例にして示しているが、これは一例であり、複数の電圧変換部を備えるようにすればよい。
【００２１】
燃料貯蔵量検出部１２は、燃料貯蔵部２１に貯蔵されている燃料が所定量まで減少したことを検出する。
図３及び図４は、燃料貯蔵量検出部１２による燃料貯蔵量の検出方法を示した図である。燃料貯蔵部２１は、燃料が格納される燃料容器２５を備え、携帯用電子機器が通常に使用することができるだけ燃料が貯蔵されていることを示す燃料容器２５の所定部分、又は燃料容器２５から電力発生部２２に燃料が送られる所定の部分に、対向する外壁が平行でない部分を設けると共に該部分が光透過性を有するように、例えば透明にしてそれぞれ光を透過するようにする。燃料貯蔵量検出部１２は、ビーム光の照射を行う投光部３５と、投光部３５からのビーム光を受光する受光部３６を備え、光が透過する対向した前記部分は、投光部３５と受光部３６との間に配置される。
【００２２】
燃料貯蔵量検出部１２は、前記光が透過する部分を介して投光部３５からのビーム光が受光部３６に到達したか否かで、燃料液面の高さが所定値まであるかどうかを検出する。すなわち、図３及び図４に示すように、投光部３５及び受光部３６を設置した箇所まで燃料がある場合、投光部３５から投光されたビーム光は、破線矢印で示す方向に屈折するため受光部３６には届かない。しかし、燃料が所定量まで少なくなると、投光部３５からのビーム光は直進するので受光部３６に到達し、燃料貯蔵量検出部１２は、燃料が少なくなっていることを検知して所定の信号を残燃料表示部１３及び電源制御部１７にそれぞれ出力する。
【００２３】
残燃料表示部１３は、燃料貯蔵量検出部１２からの出力信号に応じて、残燃料が少なくなったことを表示する。該表示の方法はどのような形態でもよく、例えば、ＬＥＤによる発光や、ＬＣＤパネルを備えている機器であればＬＣＤパネルに表示するようにしてもよく、音によって知らせるようにしてもよい。
また、電源制御部１７は、燃料貯蔵量検出部１２から燃料が所定量まで少なくなったことを示す信号が出力されると、第１電圧変換部１４及び第２電圧変換部１５の内、機能回路３の必要最小限の機能にだけ電源を供給する電圧変換部だけを活性化させ、他の不要な電圧変換部の作動を停止させて、電力消費をできるだけ低減させるようにする。
【００２４】
すなわち、燃料電池１１の残燃料が少なくなった場合は、携帯用電子機器で現在行われている作業を速やかに中止し、必要のなくなった機能への給電を中止する。例えば文書作成途中であればその文書を不揮発性メモリ等に保存し、該不揮発性メモリに電力を供給している電圧変換部の作動を停止させる。このように最小限必要な機能のみを作動させて電力消費量を極力低減させ、燃料貯蔵部２１に燃料が供給されるのを待つことで、携帯用電子機器使用時におけるダメージを最小限に抑えることができる。
【００２５】
このように、本第１の実施の形態における電源装置は、燃料電池１１の燃料貯蔵部２１の燃料が所定値まで少なくなると、第１電圧変換部１４又は第２電圧変換部１５のいずれか一方の動作を停止させ、機能回路３における必要最低限の機能だけを作動させて電力消費量を低減させるようにした。このことから、燃料を補給するまでの使用可能時間を長くすることができると共に、突然の燃料切れに対し、機器及び使用者にダメージを与えないようにすることができる。
【００２６】
第２の実施の形態．
前記第１の実施の形態では、燃料電池１１の燃料が所定値まで少なくなると、第１電圧変換部１４又は第２電圧変換部１５のいずれか一方の動作を停止させるようにしたが、残燃料が所定値まで少なくなると第１電圧変換部１４又は第２電圧変換部１５のいずれか一方の動作を停止させると共に、作動している電圧変換部自体の消費電力を低減させるようにしてもよく、このようにしたものを本発明の第２の実施の形態とする。
【００２７】
図５は、本発明の第２の実施の形態における燃料電池を使用した電源装置の例を示した図であり、本発明の第２の実施の形態における燃料電池を使用した電源装置を有する携帯用電子機器の例を示した図は、電源装置、第１電圧変換部及び第２電圧変換部の符号をそれぞれ変える以外は図１と同じであることから省略する。なお、図５では、図１と同じもの又は同様のものは同じ符号で示しており、ここではその説明を省略する。また、図５では、燃料電池１１の残燃料が所定値まで少なくなったときに第１電圧変換部３２のみが作動する場合を例にして示している。
【００２８】
図５における図１との相違点は、第１電圧変換部１４は、燃料貯蔵部２１の残燃料が所定値まで少なくなったことを示す所定の信号Ｓ１が電源制御部１７から入力されると、消費電力を低減することにあり、このことから、図１の第１電圧変換部１４を第１電圧変換部３２に、図１の第２電圧変換部１５を第２電圧変換部３３にそれぞれすると共に、図１の電源装置２を電源装置３１にした。
【００２９】
図５において、第１電圧変換部３２は、第１定電圧Ｖｏ１が所定の電圧で一定になるように出力端子ＯＵＴ１から出力される電流を制御するＰＭＯＳトランジスタからなる出力制御用トランジスタＭ１と、出力制御用トランジスタＭ１の動作制御を行う第１制御回路４１と、出力制御用トランジスタＭ１の動作制御を行う第２制御回路４２とで構成されている。
【００３０】
第１制御回路４１は、第１演算増幅器ＡＭＰ１、所定の第１基準電圧Ｖｓ１を生成して出力する第１基準電圧発生回路４５、抵抗Ｒ１，Ｒ２及びスイッチ回路ＳＷ１，ＳＷ２で構成されている。また、第２制御回路４２は、第２演算増幅器ＡＭＰ２、所定の第２基準電圧Ｖｓ２を生成して出力する第２基準電圧発生回路４６、抵抗Ｒ３，Ｒ４及びスイッチ回路ＳＷ３，ＳＷ４で構成されている。なお、第１演算増幅器ＡＭＰ１、第１基準電圧発生回路４５及び抵抗Ｒ１，Ｒ２は第１制御回路部をなし、第２演算増幅器ＡＭＰ２、第２基準電圧発生回路４６及び抵抗Ｒ３，Ｒ４は第２制御回路部をなし、スイッチ回路ＳＷ１〜ＳＷ４は切替回路部をなす。
【００３１】
第１制御回路４１において、第１演算増幅器ＡＭＰ１の出力端はスイッチ回路ＳＷ１を介して出力制御用トランジスタＭ１のゲートに接続され、出力制御用トランジスタＭ１は、電力発生部２２の出力端と出力端子ＯＵＴ１との間に接続されている。また、出力端子ＯＵＴ１と接地電圧との間には、抵抗Ｒ１、Ｒ２及びスイッチ回路ＳＷ２が直列に接続されており、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との直列回路の一端は出力端子ＯＵＴ１に接続され、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との直列回路の他端はスイッチ回路ＳＷ２を介して接地電圧に接続されている。
【００３２】
第１基準電圧発生回路４５は、第１演算増幅器ＡＭＰ１の反転入力端とスイッチ回路ＳＷ２を介して接地電圧との間に接続され、第１演算増幅器ＡＭＰ１の反転入力端に第１基準電圧Ｖｓ１を出力している。第１演算増幅器ＡＭＰ１は、電力発生部２２から供給された電力を電源として作動し、負側電源電圧入力端はスイッチ回路ＳＷ２を介して接地電圧に接続されている。また、スイッチ回路ＳＷ１及びＳＷ２の各制御信号入力端には、電源制御部１７から制御信号Ｓ１がそれぞれ入力され、該制御信号Ｓ１がハイ（Ｈｉｇｈ）レベルになるとスイッチ回路ＳＷ１及びＳＷ２はそれぞれオンして導通状態になり、制御信号Ｓ１がロー（Ｌｏｗ）レベルになるとスイッチ回路ＳＷ１及びＳＷ２は、それぞれオフして遮断状態になる。
【００３３】
第２制御回路４２において、第２演算増幅器ＡＭＰ２の出力端はスイッチ回路ＳＷ３を介して出力制御用トランジスタＭ１のゲートに接続されている。また、出力端子ＯＵＴ１と接地電圧との間には、抵抗Ｒ３、Ｒ４及びスイッチ回路ＳＷ４が直列に接続されており、抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４との直列回路の一端は出力端子ＯＵＴ１に接続され、抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４との直列回路の他端はスイッチ回路ＳＷ４を介して接地電圧に接続されている。第２基準電圧発生回路４６は、第２演算増幅器ＡＭＰ２の反転入力端とスイッチ回路ＳＷ４を介して接地電圧との間に接続され、第２演算増幅器ＡＭＰ２の反転入力端に第２基準電圧Ｖｓ２を出力している。
【００３４】
第２演算増幅器ＡＭＰ２は、電力発生部２２から供給された電力を電源として作動し、負側電源電圧入力端はスイッチ回路ＳＷ４を介して接地電圧に接続されている。また、スイッチ回路ＳＷ３及びＳＷ４の各制御信号入力端には、電源制御部１７から制御信号Ｓ１がそれぞれ入力され、該制御信号Ｓ１がハイレベルになるとスイッチ回路ＳＷ３及びＳＷ４はそれぞれオフして遮断状態になり、制御信号Ｓ１がハイレベルになるとスイッチ回路ＳＷ３及びＳＷ４は、それぞれオンして導通状態になる。
【００３５】
このような構成において、第２制御回路４２は、第１制御回路４１よりも消費電力が小さくなるように形成されており、第１制御回路４１よりも応答速度が遅い。燃料貯蔵部２１の残燃料が所定値を超えている場合は、電源制御部１７からハイレベルの制御信号Ｓ１が出力されて第１電圧変換部３２及び第２電圧変換部３３が共に作動し、第１電圧変換部３２において、スイッチ回路ＳＷ１及びＳＷ２がそれぞれオンして導通状態になると共に、スイッチ回路ＳＷ３及びＳＷ４がそれぞれオフして遮断状態になる。このため、出力制御用トランジスタＭ１のゲートは、第１制御回路４１に排他的に接続され第１制御回路４１によって動作制御される。
【００３６】
次に、燃料貯蔵部２１の残燃料が所定値以下になった場合は、電源制御部１７からローレベルの制御信号Ｓ１が出力されて第２電圧変換部３３の動作が停止して第１電圧変換部３２のみが作動し、第１電圧変換部３２において、スイッチ回路ＳＷ１及びＳＷ２がそれぞれオフして遮断状態になると共に、スイッチ回路ＳＷ３及びＳＷ４がそれぞれオンして導通状態になる。このため、出力制御用トランジスタＭ１のゲートは、第２制御回路４２に排他的に接続され第２制御回路４２によって動作制御される。このことから、電源の応答速度は低下するが、残燃料が少なくなると携帯用電子機器１の動作を特定の機能に絞っているため、特に問題にはならない。
【００３７】
ここで、前記説明では、第１電圧変換部３２がシリーズレギュレータで構成されている場合を例にして説明したが、図６で示すように第１電圧変換部３２をスイッチングレギュレータで構成するようにしてもよい。
図６において、第１電圧変換部３２は、電力発生部２２から入力された電源電圧Ｖｂａｔをスイッチングして出力するＰＭＯＳトランジスタからなるスイッチングトランジスタＭ１１と、スイッチングトランジスタＭ１１のスイッチング動作を制御するスイッチング制御部５１とを備えている。
【００３８】
更に、第１電圧変換部３２は、所定の基準電圧Ｖｓ１１を生成してスイッチング制御部５１に出力する基準電圧発生回路部５２と、スイッチングトランジスタＭ１１から出力された脈流を平滑して出力端子ＯＵＴ１に出力する平滑回路部５３とを備えている。また、平滑回路部５３は、フライホイールダイオードをなすダイオードＤ１１、インダクタＬ１１及びコンデンサＣ１１で構成されている。なお、基準電圧Ｖｓ１１は第３基準電圧をなす。
【００３９】
電力発生部２２から入力された電源電圧ＶｂａｔがスイッチングトランジスタＭ１１のソースに印加され、スイッチングトランジスタＭ１１のドレインは、インダクタＬ１１の一端及びダイオードＤ１１のカソードにそれぞれ接続されている。ダイオードＤ１１のアノードは接地電圧に接続され、インダクタＬ１１の他端は出力端子ＯＵＴ１に接続されている。出力端子ＯＵＴ１と接地電圧との間にコンデンサＣ１１が接続されている。
【００４０】
このような構成において、スイッチング制御部５１は、出力端子ＯＵＴ１から出力される出力電圧Ｖｏ１が入力され、該出力電圧Ｖｏ１が所定値で一定になるようにスイッチングトランジスタＭ１１のスイッチング制御を行う。例えば、スイッチング制御部５１は、出力電圧Ｖｏ１を分圧し、該分圧電圧が基準電圧Ｖｓ１１になるように、スイッチングトランジスタＭ１１のスイッチング制御を行う。また、スイッチング制御部５１は、電源制御部１７から制御信号Ｓ１が入力されており、燃料貯蔵部２１の残燃料が所定値を超えている場合は、電源制御部１７から例えばハイレベルの制御信号Ｓ１が出力され、第１電圧変換部３２及び第２電圧変換部３３は共に作動する。
【００４１】
第１電圧変換部３２において、スイッチング制御部５１は、ハイレベルの制御信号Ｓ１が入力されている間は、出力電圧Ｖｏ１が所定の電圧を維持するようにスイッチングトランジスタＭ１１のスイッチング制御を行う。一方、燃料貯蔵部２１の残燃料が所定値以下になると、制御信号Ｓ１がローレベルになり、第２電圧変換部３３の動作が停止して第１電圧変換部３２のみが作動し、第１電圧変換部３２のスイッチング制御部５１は、スイッチングトランジスタＭ１１をオン状態にしてスイッチング動作を停止させる。このため、電力発生部２２からの電源電圧Ｖｂａｔが、スイッチングトランジスタＭ１１及びインダクタＬ１１を通って出力端子ＯＵＴ１に出力される。また、スイッチングトランジスタＭ１１のオン／オフ動作が停止するため、第１電圧変換部３２の消費電力を極めて小さくすることができる。
【００４２】
なお、図６では、降圧型のスイッチングレギュレータを例にして示しており、昇圧型のスイッチングレギュレータの場合は図７のようになり、図７では、図６と同じもの又は同様のものは同じ符号で示している。図７の場合、燃料貯蔵部２１の残燃料が所定値以下になって制御信号Ｓ１がローレベルになると、スイッチング制御部５１は、スイッチングトランジスタＭ１１をオフさせることで図６の場合と同様に電力発生部２２からの電源電圧ＶｂａｔをインダクタＬ１１だけを介して出力端子ＯＵＴ１に出力させることができる。なお、図７では、スイッチングトランジスタＭ１１はＮＭＯＳトランジスタであり、ダイオードＤ１１は整流ダイオードをなしている。
【００４３】
このように、本第２の実施の形態における電源装置は、残燃料が所定値まで少なくなると第２電圧変換部３３の動作を停止させると共に、作動している第１電圧変換部３２自体の消費電力を低減させるようにした。このことから、燃料を補給するまでの使用可能時間を更に長くすることができると共に、突然の燃料切れに対し、機器及び使用者により一層ダメージを与えないようにすることができる。
【００４４】
なお、前記第２の実施の形態では、第１電圧変換部３２及び第２電圧変換部３３の２つの電圧変換部を有する場合を例にして説明したが、これは一例であり、本発明は、これに限定するものではなく、少なくとも１つの電圧変換部を有する場合に適用するものである。
【００４５】
【発明の効果】
上記の説明から明らかなように、本発明の携帯用電子機器は、燃料電池の残燃料を検出できるようにし、残燃料が少なくなった場合に、残燃料が少なくなったことを知らせるための表示を行うと共に、電源供給を行う機能回路部のあらかじめ設定された必要最小限の機能回路だけに電力を供給する燃料電池を使用した電源装置を備えた。このため、燃料を補給するまでの使用可能時間を長くすることができると共に、突然の燃料切れに対し、機器及び使用者にダメージを与えないようにすることができる。
【００４６】
更に、電源装置における燃料電池の残燃料が少なくなった場合に、燃料電池からの電源電圧を所定の定電圧に変換する電源装置の電圧変換回路部自体で消費する電力をも少なくなるようにしたことから、燃料を補給するまでの使用可能時間を更に長くすることができると共に、突然の燃料切れに対し、機器及び使用者により一層ダメージを与えないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における燃料電池を使用した電源装置を有する携帯用電子機器の例を示した図である。
【図２】図１における電力発生部２２の構成例を示した図である。
【図３】図１の燃料貯蔵量検出部１２による燃料貯蔵量の検出方法を示した図である。
【図４】図１の燃料貯蔵量検出部１２による燃料貯蔵量の検出方法を示した図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態における携帯用電子機器の燃料電池を使用した電源装置の例を示した図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態における携帯用電子機器の燃料電池を使用した電源装置の他の例を示した図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態における携帯用電子機器の燃料電池を使用した電源装置の他の例を示した図である。
【符号の説明】
１  携帯用電子機器
２，３１  電源装置
３  機能回路
４  第１機能回路部
５  第２機能回路部
１１  燃料電池
１２  燃料貯蔵量検出部
１３  残燃料表示部
１４，３２  第１電圧変換部
１５，３３  第２電圧変換部
１７  電源制御部
２１  燃料貯蔵部
２２  電力発生部
４１  第１制御回路
４２  第２制御回路
５１  スイッチング制御部
５２  基準電圧発生回路部
５３  平滑回路部
Ｍ１  出力制御用トランジスタ
Ｍ１１  スイッチングトランジスタ
【図１】
2004227805.tif 000003
【図２】
2004227805.tif 000004
【図３】
2004227805.tif 000005
【図４】
2004227805.tif 000006
【図５】
2004227805.tif 000007
【図６】
2004227805.tif 000008
【図７】
2004227805.tif 000009