(57)【要約】【課題】バックアップ用電源（一次電池電圧）の順方向電圧降下が少なく、一次電池への流入電流も少ない信頼性の高いバックアップ用電源装置を提供する。【解決手段】一次電池６（バッテリ電圧Ｅａ）から供給されるバックアップ用電圧Ｅｂの電圧降下（Ｅａ−Ｅｂ）を抑制するとともに、電源回路２の直流電圧Ｖｃ２の印加に伴い、一次電池６に流入する逆電流（流入電流ＩＣ）を規定値以内に制限する逆流電流防止手段５を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子装置に内蔵され、前記電子装置の電源回路がオフ時に、前記電子装置にバックアップ電源を供給するバックアップ用電源装置であって、
一次電池と、前記一次電池から供給されるバックアップ用電圧の電圧降下を抑制するとともに、前記一次電池に流入する逆電流を規定値以内に制御する逆流電流防止手段と、を備えたことを特徴とするバックアップ用電源装置。
【請求項２】
前記逆流電流防止手段は、前記一次電池のプラス端子から前記バックアップ対象装置に順方向に挿入した逆流阻止ダイオードと、前記一次電池と並列に接続した抵抗体と、を備え、前記一次電池に流入する逆電流を前記抵抗体でバイパスすることを特徴とする請求項１記載のバックアップ用電源装置。
【請求項３】
前記逆流阻止ダイオードは、順方向電圧降下の低いショットキーバリアダイオードで構成したことを特徴とする請求項２記載のバックアップ用電源装置。
【請求項４】
前記逆流電流防止手段は、前記一次電池のプラス端子と前記バックアップ対象装置との間に、前記電源回路がオン状態の時にはオフ状態となり、前記電源回路がオフ状態の時にはオン状態となるスイッチング素子を備えたことを特徴とする請求項１記載のバックアップ用電源装置。
【請求項５】
前記スイッチング素子は、ｐチャネルＦＥＴで構成したことを特徴とする請求項４記載のバックアップ用電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子装置のメモリ、時計などのバックアップ用電源装置に係り、特にバックアップ用電圧の電圧降下ならびに一次電池に流入する逆電流が少ないバックアップ用電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のバックアップ用電源回路は、一般的に、一次電池と、一次電池と順方向に直列接続されたダイオードから構成され、装置の電源回路がオン状態の場合には、電源回路からＲＡＭ等のメモリや時計に電源が供給されるが、この電源によって流れる電流は、逆方向のダイオードによって阻止され、一次電池に流入する電流はほとんどなく、あっても極めて少ない電流となる。
【０００３】
一方、装置の電源がオフ状態の場合には、一次電池からバックアップ用電源（一次電池電圧）がダイオードを介し、ダイオードの順方向電圧降下を差し引いた電圧がＲＡＭ等のメモリや時計に供給される。
【０００４】
また、従来のバックアップ用電源回路は、「特許文献１」（メモリバックアップ用電池充電防止回路）に記載されているように、一次電池と、一次電池と順方向に直列接続されたダイオードと、一次電池のマイナス（−）と接地（ＧＮＤ）間に直列接続された抵抗器（抵抗体）と、一次電池に流入する電流を抵抗器の電圧降下で検出する電圧検出回路と、電圧検出回路が検出した電位（電圧降下）に基づいて制御信号を発生し、この制御信号によりメモリを駆動する装置の電源安定化回路の導通を遮断し、一次電池に流入する電流を防止するように構成されている。
【０００５】
このような構成により、バックアップ用電源回路（メモリバックアップ用電池充電防止回路）を内蔵する装置の電源がオン状態にあり、装置の電源でメモリを駆動している場合に、一次電池と順方向に直列接続されたダイオードが短絡故障し、装置の電源から一次電池に流入する電流が増加する時には、装置の電源を遮断して一次電池が保護される。
【０００６】
【特許文献１】
特開平９−１６３６２９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来のバックアップ用電源回路（または、「特許文献１」のメモリバックアップ用電池充電防止回路）は、一次電池と順方向に直列接続されたダイオードが一般的にシリコンダイオードであるため、一次電池からＲＡＭ等のメモリや時計にバックアップ用電源（一次電池電圧）を供給する場合、シリコンダイオードの順方向電圧降下（ＶＦ≒０．６Ｖ程度）が大きく、一次電池の電流容量が減少するに伴い、一次電池のバックアップ用電源（一次電池電圧）が低下すると、有効寿命が短くなる課題がある。なお、シリコンダイオードの逆方向電流（漏れ電流＝一次電池の流入電流）は、非常に小さくため問題にならない。
【０００８】
このような課題を解消するには、ダイオードに順方向電圧降下の少ないショットキーバリアダイオード（順方向電圧降下（ＶＦ≒０．３Ｖ程度）を用いればよいが、ショットキーバリアダイオードは、逆方向電流（漏れ電流＝一次電池への流入電流）が多く、特に周囲温度が上昇すると増加する特性があり、新たな課題を生じる。
【０００９】
この発明はこのような課題を解決するためになされたもので、その目的はバックアップ用電源（一次電池電圧）の順方向電圧降下が少なく、一次電池への流入電流も少ない信頼性の高いバックアップ用電源装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するためこの発明に係るバックアップ用電源装置は、電子装置に内蔵され、電子装置の電源回路がオフ時に、電子装置にバックアップ電源を供給するバックアップ用電源装置であって、一次電池と、一次電池から供給されるバックアップ用電圧の電圧降下を抑制するとともに、一次電池に流入する逆電流を規定値以内に制御する逆流電流防止手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
この発明に係るバックアップ用電源装置は、一次電池と、一次電池から供給されるバックアップ用電圧の電圧降下を抑制するとともに、一次電池に流入する逆電流を規定値以内に制御する逆流電流防止手段とを備えたので、バックアップ用電源（バッテリ電圧）の順方向電圧降下を少なく、かつ一次電池への流入電流を規定値以内に少なくすることができ、信頼性の向上を図ることができる。
【００１２】
また、この発明に係る逆流電流防止手段は、一次電池のプラス端子からバックアップ対象装置に順方向に挿入した逆流阻止ダイオードと、一次電池と並列に接続した抵抗体とを備え、一次電池に流入する逆電流を抵抗体でバイパスすることを特徴とする。
【００１３】
この発明に係る逆流電流防止手段は、一次電池のプラス端子からバックアップ対象装置に順方向に挿入した逆流阻止ダイオードと、一次電池と並列に接続した抵抗体とを備え、一次電池に流入する逆電流を抵抗体でバイパスするので、逆流阻止ダイオードを流れる逆方向電流（逆電流）を抵抗体（抵抗器）で吸収することができ、一次電池の信頼性を向上させることができる。
【００１４】
さらに、この発明に係る逆流阻止ダイオードは、順方向電圧降下の低いショットキーバリアダイオードで構成したことを特徴とする。
【００１５】
この発明に係る逆流阻止ダイオードは、順方向電圧降下の低いショットキーバリアダイオードで構成したので、バックアップ用電圧の電圧降下を抑制することができる。
【００１６】
また、この発明に係る逆流電流防止手段は、一次電池のプラス端子とバックアップ対象装置との間に、電源回路がオン状態の時にはオフ状態となり、電源回路がオフ状態の時にはオン状態となるスイッチング素子を備えたことを特徴とする。
【００１７】
この発明に係る逆流電流防止手段は、一次電池のプラス端子とバックアップ対象装置との間に、電源回路がオン状態の時にはオフ状態となり、電源回路がオフ状態の時にはオン状態となるスイッチング素子を備えたので、逆方向電流（逆電流）を遮断するとともに、バックアップ用電圧の電圧降下を小さくすることができ、一次電池の信頼性を向上させることができる。
【００１８】
さらに、この発明に係るスイッチング素子は、ｐチャネルＦＥＴで構成したことを特徴とする。
【００１９】
この発明に係るスイッチング素子は、ｐチャネルＦＥＴで構成したので、一次電池からｐチャネルＦＥＴをオンさせるための電流を流すことなく、バックアップ用電圧の電圧降下をｐチャネルＦＥＴのオン電圧（０．２Ｖ程度）にすることができ、逆流電流防止手段の高効率化を実現することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図１はこの発明に係るバックアップ用電源装置が搭載される電子機器の一実施の形態概略ブロック構成図である。図１において、電子機器１は、機器の電源回路２と、メモリや時計等の電源回路２がオフ状態にも動作するバックアップ対象装置３と、バックアップ対象装置３を電源回路２のオフ時にバックアップするバックアップ用電源装置４と、電子機器１の主要機能動作をする機能ブロック９とから構成する。
【００２１】
電源回路２は、シリーズレギュレータやスイッチングレギュレータ等の直流安定化電源で構成し、直流電圧Ｖｃ１を機能ブロック９に給電するとともに、直流電圧Ｖｃ２をバックアップ対象装置３に印加する。なお、直流電圧Ｖｃ１は、直流電圧Ｖｃ２よりも大きな値（Ｖｃ１＞Ｖｃ２）に設定される。
【００２２】
バックアップ対象装置３は、ＲＡＭ等のメモリや時計等で構成し、電源回路２がオン状態には直流電圧Ｖｃ２が印加され、電源回路２がオフ状態にはバックアップ用電源装置４からバックアップ用電圧Ｅｂが印加されることにより、常に動作状態が維持される。
【００２３】
バックアップ用電源装置４は、逆流電流防止手段５、一次電池６を備える。逆流電流防止手段５は、一次電池６（バッテリ電圧Ｅａ）から供給されるバックアップ用電圧Ｅｂの電圧降下（Ｅａ−Ｅｂ）を抑制するとともに、電源回路２の直流電圧Ｖｃ２の印加に伴い、一次電池６に流入する逆電流（流入電流ＩＣ）を規定値以内に制御する。
【００２４】
一次電池６（バッテリ電圧Ｅａ）から供給されるバックアップ用電圧Ｅｂの電圧降下（Ｅａ−Ｅｂ）は、可能な限り小さいことが望ましい。また、一次電池６に流入する逆電流（流入電流ＩＣ）は、使用期間内の全累積（ΣＩＣ）が一次電池６の電流容量（例えば、αｍＡ・ｈ）の１％以内（０．０１＊αｍＡ・ｈ≧ΣＩＣ）に規定される。
【００２５】
つまり、バックアップ用電圧Ｅｂの電圧降下（Ｅａ−Ｅｂ）を小さく、一次電池６に流入する逆電流（流入電流ＩＣ）を規定値以内に抑制することにより、一次電池６の寿命を実質的に延ばし、信頼性を高めることができる。
【００２６】
一次電池６は、リチウム電池などで構成し、電源回路２のオフ時に、所定のバッテリ電圧Ｅａを逆流電流防止手段５を介して供給し、バックアップ用電圧Ｅｂをバックアップ対象装置３に供給する。
【００２７】
このように、この発明に係るバックアップ用電源装置４は、一次電池６と、一次電池６（バッテリ電圧Ｅａ）から供給されるバックアップ用電圧Ｅｂの電圧降下（Ｅａ−Ｅｂ）を抑制するとともに、一次電池６に流入する逆電流（流入電流ＩＣ）を規定値以内に制御する逆流電流防止手段５とを備えたので、バックアップ用電源（バッテリ電圧Ｅａ）の順方向電圧降下を少なく、かつ一次電池６への流入電流を規定値以内に少なくすることができ、信頼性の向上を図ることができる。
【００２８】
図２はこの発明に係る逆流電流防止手段の一実施の形態要部回路構成図である。図２において、バックアップ用電源装置４の逆流電流防止手段５は、一次電池６のプラス端子からバックアップ対象装置３に順方向に挿入した逆流阻止ダイオードＤと、一次電池６と並列に接続した抵抗器（抵抗体）Ｒ１とを備える。
【００２９】
逆流阻止ダイオードＤは、電源回路２がオン状態で直流電圧Ｖｃ２が供給される際には逆方向であり、一次電池６に流入する逆電流ＩＲを基本的に阻止するとともに、電源回路２がオフ状態で直流電圧Ｖｃ２が供給されない場合には、一次電池６のバッテリ電圧Ｅａが順方向電圧ＶＦだけ低下したバックアップ用電圧Ｅｂ（＝Ｅａ−ＶＦ）をバックアップ対象装置３に供給する。
【００３０】
逆流阻止ダイオードＤは、順方向電圧ＶＦが小さいことが望ましいので、順方向電圧降下の低いショットキーバリアダイオード（順方向電圧ＶＦ≒０．３Ｖ）を採用する。
【００３１】
ショットキーバリアダイオードは、電源回路２がオン状態で直流電圧Ｖｃ２が供給される際には逆方向であるが、逆電流ＩＲがシリコンダイオードに比べて比較的多く流れる。この逆電流ＩＲは、逆方向電圧ＶＲに対して変化は少ないが、周囲温度が上昇するに伴い、比較的大きく増加する特性がある。
【００３２】
逆電流ＩＲが増加して一次電池６に流入すると、一次電池６の劣化を招くので、一次電池６と並列に抵抗器（抵抗体）Ｒ１を挿入し、逆電流ＩＲの一部またはほとんどのバイパス電流ＩＢを抵抗器（抵抗体）Ｒ１でバイパスし、実質的に一次電池６に流れる流入電流ＩＣ（＝ＩＲ−ＩＢ）を規定値以内に抑制する。
【００３３】
逆流阻止ダイオードＤに、ショットキーバリアダイオードを採用して順方向電圧ＶＦを低くするとともに、逆電流ＩＲのうちバイパス電流ＩＢをバイパスする抵抗器（抵抗体）Ｒ１を備えたので、一次電池６に流れ込む流入電流ＩＣを一次電池６の規定値以内に保つことができる。
【００３４】
なお、電源回路２がオフ状態で直流電圧Ｖｃ２が供給されない場合には、一次電池６（バッテリ電圧Ｅａ）から抵抗器（抵抗体）Ｒ１にバッテリ損失電流Ｉが流れるが、バッテリ損失電流Ｉも充分小さな値に設定することができ、一次電池６の寿命に影響を及ぼさない。
【００３５】
このように、この発明に係る逆流電流防止手段５は、一次電池６のプラス端子からバックアップ対象装置３に順方向に挿入した逆流阻止ダイオードＤと、一次電池６と並列に接続した抵抗体（抵抗器）Ｒ１とを備え、一次電池６に流入する逆電流ＩＲを抵抗体（抵抗器）Ｒ１でバイパス（バイパス電流ＩＢ）するので、逆流阻止ダイオードＤを流れる逆方向電流（逆電流ＩＲ）を抵抗体（抵抗器）Ｒ１で吸収することができ、一次電池６の信頼性を向上させることができる。
【００３６】
また、この発明に係る逆流阻止ダイオードＤは、順方向電圧（ＶＦ）降下の低いショットキーバリアダイオードで構成したので、バックアップ用電圧Ｅｂの電圧降下を抑制することができる。
【００３７】
図３はこの発明に係る逆流電流防止手段の別実施の形態要部回路構成図である。図３において、バックアップ用電源装置７の逆流電流防止手段８は、一次電池６のプラス端子とバックアップ対象装置３との間に、電源回路２がオン状態の時にはオフ状態となり、電源回路２がオフ状態の時にはオン状態となるスイッチング素子を備える。
【００３８】
スイッチング素子は、ｐチャネルのエンファシス型ＦＥＴ−Ｑを採用し、ソースと一次電池６のプラス端子を接続し、ドレインとバックアップ対象装置３を接続する。また、ゲートに電源回路２の直流電圧Ｖｃ１を供給するとともに、ゲートを抵抗器（抵抗体）Ｒ２を介して接地（ＧＮＤ）する。
【００３９】
逆流電流防止手段８は、電源回路２がオン状態で直流電源Ｖｃ１がゲートに印加されている場合には、直流電源Ｖｃ１がバッテリ電圧Ｅａも大きな値（Ｖｃ１＞Ｅａ）のため、ｐチャネルのエンファシス型ＦＥＴ−Ｑのソース−ゲート間電圧ＶＳＧが−にバイアスされるため、ＦＥＴ−Ｑはオフ状態になり、ソース−ドレイン間をオフにする。したがって、電源回路２の直流電圧Ｖｃ２の印加に伴う、逆電流ＩＲを完全に阻止することになる。
【００４０】
一方、電源回路２がオフ状態で直流電源Ｖｃ１がゲートに印加されない場合には、ｐチャネルのエンファシス型ＦＥＴ−Ｑのソース−ゲート間電圧ＶＳＧがバッテリ電圧Ｅａとなるため、ＦＥＴ−Ｑはオン状態となり、ソース−ドレイン間をオン電圧ＶＯＮ（≒０．２Ｖ）でオン状態にする。したがって、バッテリ電圧Ｅａの電圧降下（オン電圧ＶＯＮ）を小さくして、バックアップ対象装置３にバックアップ用電圧Ｅｂを供給する。
【００４１】
また、ＦＥＴ−Ｑは、電圧駆動素子なので、バッテリ電圧Ｅａからなんら電流を流すことなくオン状態を保つことができるので、図２に示す抵抗器Ｒ１にバッテリ損失電流Ｉを流さなくてもよいことになり、バックアップ用電源装置７の高効率化を実現する。
【００４２】
このように、この発明に係る逆流電流防止手段８は、一次電池６のプラス端子とバックアップ対象装置３との間に、電源回路２がオン状態の時にはオフ状態となり、電源回路２がオフ状態の時にはオン状態となるスイッチング素子を備えたので、逆方向電流（逆電流ＩＲ）を遮断するとともに、バックアップ用電圧Ｅｂの電圧降下を小さくすることができ、一次電池６の信頼性を向上させることができる。
【００４３】
また、この発明に係るスイッチング素子は、ｐチャネルＦＥＴ−Ｑで構成したので、一次電池６からｐチャネルＦＥＴ−Ｑをオンさせるための電流を流すことなく、バックアップ用電圧Ｅｂの電圧降下をｐチャネルＦＥＴ−Ｑのオン電圧（≒０．２Ｖ程度）にすることができ、逆流電流防止手段８の高効率化を実現することができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に係るバックアップ用電源装置は、一次電池と、一次電池から供給されるバックアップ用電圧の電圧降下を抑制するとともに、一次電池に流入する逆電流を規定値以内に制御する逆流電流防止手段とを備えたので、バックアップ用電源（バッテリ電圧）の順方向電圧降下を少なく、かつ一次電池への流入電流を規定値以内に少なくすることができ、信頼性の向上を図ることができる。
【００４５】
また、この発明に係る逆流電流防止手段は、一次電池のプラス端子からバックアップ対象装置に順方向に挿入した逆流阻止ダイオードと、一次電池と並列に接続した抵抗体とを備え、一次電池に流入する逆電流を抵抗体でバイパスするので、逆流阻止ダイオードを流れる逆方向電流（逆電流）を抵抗器（抵抗体）で吸収することができ、一次電池の信頼性を向上させることができる。
【００４６】
さらに、この発明に係る逆流阻止ダイオードは、順方向電圧降下の低いショットキーバリアダイオードで構成したので、バックアップ用電圧の電圧降下を抑制することができる。
【００４７】
また、この発明に係る逆流電流防止手段は、一次電池のプラス端子とバックアップ対象装置との間に、電源回路がオン状態の時にはオフ状態となり、電源回路がオフ状態の時にはオン状態となるスイッチング素子を備えたので、逆方向電流（漏れ電流）を遮断するとともに、バックアップ用電圧の電圧降下を小さくすることができ、一次電池の信頼性を向上させることができる。
【００４８】
さらに、この発明に係るスイッチング素子は、ｐチャネルＦＥＴで構成したので、一次電池からｐチャネルＦＥＴをオンさせるための電流を流すことなく、バックアップ用電圧の電圧降下をｐチャネルＦＥＴのオン電圧（０．２Ｖ程度）にすることができ、逆流電流防止手段の高効率化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るバックアップ用電源装置が搭載される電子機器の一実施の形態概略ブロック構成図
【図２】この発明に係る逆流電流防止手段の一実施の形態要部回路構成図
【図３】この発明に係る逆流電流防止手段の別実施の形態要部回路構成図
【符号の説明】
１  電子機器
２  電源回路
３  バックアップ対象装置
４，７  バックアップ用電源装置
５，８  逆流電流防止手段
９  機能ブロック
Ｄ  逆流阻止ダイオード
Ｒ１，Ｒ２  抵抗器（抵抗体）
Ｑ  ｐチャネルＦＥＴ
Ｖｃ１，Ｖｃ２  直流電圧
Ｅａ  バッテリ電圧
Ｅｂ  バックアップ用電圧
ＶＦ    順方向電圧
ＶＲ    逆方向電圧
ＶＯＮ  オン電圧
ＶＳＧ  ソース−ゲート間電圧
ＩＲ    逆電流
ＩＢ    バイパス電流
ＩＣ    流入電流
Ｉ  バッテリ損失電流
【図１】
2004242396.tif 000003
【図２】
2004242396.tif 000004
【図３】
2004242396.tif 000005