(57)【要約】【課題】車載用の音響装置において、電源瞬断の対策として電源回路に大容量のキャパシタを設けるとともに、電源投入時の負荷に対する電源供給の立ち上がりを早くすること。【解決手段】電圧源の出力側に、容量の大きいキャパシタを設け、更に、電圧源の出力と、負荷デバイスとの間にスイッチ手段を設ける。このスイッチ手段は、電圧源からの電圧出力開始から所定時間遅れてオン状態とされるように制御されるので、キャパシタの端子電圧が十分上昇してから、負荷デバイスと接続されることとなる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧源と、電圧源の出力端に設けられたキャパシタと、負荷デバイスと、この負荷デバイスと前記出力端との間に設けられたスイッチ手段と、前記スイッチ手段を前記電圧源からの電圧出力時より、所定時間遅れてオンとする制御手段とを備えてなる
車載用機器の電源回路。
【請求項２】
前記所定時間は、前記キャパシタに基づく前記電圧源の出力端の電圧が所定電圧へ上昇するのに必要な時間よりも大である請求項１記載の車載用機器の電源回路。
【請求項３】
前記負荷デバイスは、ハードディスクである前記車載用機器の電源回路。
【請求項４】
少なくとも負荷デバイスと電源回路を備えた車載用機器であって、
この電源回路は、電圧源と、電圧源の出力端に設けられたキャパシタと、前記負荷デバイスと前記出力端との間に設けられたスイッチ手段とを備え、
前記スイッチ手段を前記電圧源からの電圧出力時より、所定時間遅れてオンとする制御手段とを備えてなる車載用機器。
【請求項５】
前記車載用機器は、負荷デバイスとしてハードディスクを備えた音響機器である請求項４記載の車載用機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載用機器の電源回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報としての音声信号の圧縮技術を利用した音声信号記録／再生装置が実用化されており、その記録媒体としては、半導体メモリやハードディスクを用いるものがある。さらに、最近では、車載用の音声信号記録／再生装置においても、ハードディスクを記録媒体としたものが実用化されている。
【０００３】
ハードディスクを記録媒体として用いた音声信号記録／再生装置としては、例えば、特開２００２―４１３３６号公報に一例が示されている。
【特許文献１】特開２００２−４１３３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
車載用機器においては、自動車内に設置されると言うことから、電源に関して問題がある。つまり、自動車内の電源はエンジン・スタート時のクランキング動作で一時的に電源が遮断される電源瞬断が発生する。ここで、車載用機器が、例えば、ハードディスクを利用した音声信号記録／再生装置である場合、ハードディスクに音楽データを書込む時に電源が遮断されたならば、ハードディスクのデータを破壊することが発生してしまう。その結果、音声信号の記録が正しく行われないと言う問題が生じる。
【０００５】
この為、ハードディスクに音楽データを書込む機能を備えた車載用の音響機器ではハードディスクの電源回路に大容量のキャパシタを設けている。大容量のキャパシタにより、電源瞬断時にも、電圧の低下を防止し、ハードディスクのデータの破壊を予防することができる。
【０００６】
一方、大容量のキャパシタが接続されている電源回路ではキャパシタへの充電の影響で電源立上り時間が遅くなる。ハードディスクを用いた車載用音響装置において、起動時に書込み電流の値を設定するキャリブレーション処理を行う。この時、電源電圧が充分に規定電圧で安定していないとキャリブレーション値を誤って設定し、以降の書込み動作が正常に行われなくなってしまう誤動作が生じる。一例をあげると、ハードディスクは５〜１００ｍｓ以内の電源立上り時間を要求しているが、大容量のキャパシタの接続された回路では電源立上り時間が２秒間ほどかかる。従って、電源瞬断のために大容量のキャパシタを設けた場合には、ハードディスクのキャリブレーション処理のための対策をとる必要がある。
【０００７】
従って、本発明の目的は大容量のキャパシタでの電源瞬断時のバックアップを行いつつ、電源立上り時間を負荷側デバイス（例えば、ハードディスク）の要求する規定時間内におさめることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明では、電圧源の出力を受けるキャパシタと、負荷の間に、スイッチ手段が設けられている。そして、このスイッチ手段は、電圧源から出力電圧が供給されるタイミングよりも所定時間遅れて、負荷と電圧源を接続する。従って、キャパシタの充電が完了し、キャパシタ端の電圧が十分安定してから、負荷との接続が行われることとなる。すなわち、負荷から見て、電源電圧の立ち上がりは、十分短い時間に行われることとなる。
【発明の効果】
【０００９】
上記構成をとることにより、負荷側デバイスへ直接供給される電源電圧の立上り時間を短くすることができる。従って、負荷側デバイスがハードディスクの場合は、キャリブレーション処理を誤る恐れがなくなる。そして、電源瞬断時においては、大容量コンデンサにより、その影響を小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面に従い、本発明の１実施例について説明する。
【００１１】
図１は本発明の電源回路を有する車載用音響装置のブロック図である。＋Ｂは自動車に搭載される発電機の出力であり、車載バッテリにも接続された＋１２Ｖ〜＋１６Ｖ程度の電源出力である。＋Ｂ電源は本車載用音響装置の操作部や制御部に供給されると共にハードディスク（ＨＤＤ）やコンパクト・ディスク（ＣＤ）ドライブ等の＋５Ｖ電源を生成するＤＣ−ＤＣコンバータ１０に供給される。
【００１２】
ＤＣ−ＤＣコンバータ１０は＋１２Ｖ〜＋１６Ｖの電源を安定した＋５Ｖに電圧変換する回路である。ＤＣ−ＤＣコンバータ１０の＋５Ｖ出力には１．５Ｆ程度の電気二重層コンデンサと呼ばれる大容量キャパシタ１１が接続され、ＭＯＳ−ＦＥＴ１２を介してＨＤＤ１３、ＣＤドライブ１４、メモリ１５及びＨＤＤ／ＣＤ制御部１６に供給される。
【００１３】
この車載用音響装置にはＨＤＤ１３とＣＤドライブ１４が搭載されており、オーディオＣＤの音楽をＨＤＤ１３に録音することができる。録音時の処理の流れを以下に説明する。まず、運転者等ユーザがＣＤドライブ１４にオーディオＣＤを挿入する。ＨＤＤ／ＣＤ制御部１６はＣＤ挿入されたことを検知すると、ＣＤ挿入を制御部１７に通知すると共にＣＤの音楽を再生して制御部１７経由でスピーカ１８より音声出力する。制御部１７は操作部１９経由でＣＤ再生状態をディスプレイ２０に表示する。ユーザはＣＤ再生表示時、操作キー２１によって録音指示する。操作部１９は録音指示を受けると制御部１７経由でＨＤＤ／ＣＤ制御部１６に録音を指示する。ＨＤＤ／ＣＤ制御部１６はＣＤドライブ１４から読込んだ音楽データを再生しながら、音楽データを圧縮してＨＤＤ１３に書込む。録音の終了はＣＤ内の音楽データがすべて録音されるか、ユーザによるキャンセル用操作キー押下により行われる。
【００１４】
ＨＤＤ１３に録音された音楽の再生はユーザがＨＤＤ再生用操作キーを押下することにより操作部１９、制御部１７経由でＨＤＤ／ＣＤ制御部１６へ指示される。ＨＤＤ／ＣＤ制御部１６はＨＤＤ１３から音楽データを読込み、圧縮された音楽データを伸張し、音声に変換して制御部１７経由でスピーカ１８より出力する。
【００１５】
ＨＤＤ１３のデータ書込み途中で電源が遮断されるとＨＤＤ１３への書込みデータが中途半端な状態となり、以後ＨＤＤ１３を正しく読めなくなる。この為、ＨＤＤ１３への書込み動作は細かな単位に分割して行い、書込み途中に電源断になる可能性を低減している。しかしながら、ひとつの書込み動作に２０ｍｓ程度かかることがあり、この間に電源が遮断されるとＨＤＤ１３のデータが破壊される。この対策として、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０の出力に大容量のキャパシタを設ける。＋Ｂ電源が遮断されＤＣ−ＤＣコンバータ１０の＋５Ｖ出力が遮断された場合でもキャパシタ１１からＭＯＳ−ＦＥＴ１２を介してＨＤＤへ５０ｍｓ間程度ＨＤＤ１３へ電流を供給することができ、ＨＤＤ１３の書込み動作の途中でＨＤＤ１３への電源が遮断されることを回避できる。
【００１６】
図２に本発明の実施例にかかる電源回路を示す。図３に本発明の実施例の動作を示す波形図を示す。図２及び図３を用いて本実施例における電源オン動作を説明する。
【００１７】
図２のＣ１，Ｃ２，Ｃ３が容量４．７Ｆ／耐圧２．３Ｖの電気二重層コンデンサであり、図１のキャパシタ１１に該当する。コンデンサ１つでは＋５Ｖの耐圧を満足できないので、直列に３個接続している。Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３によって１個の１／３の容量にあたる１．６Ｆのキャパシタを構成している。Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は３．３ｋΩの抵抗であり、各電気二重層コンデンサに同電圧がかかるようにする電圧保証抵抗であり、各電気二重層コンデンサに耐圧以上の電圧がかかることを防いでいる。Ｒ４は２２ｋΩ、Ｃ４は４７μＦ、Ｒ５は１ｋΩ程度のものを用い、これらはＭＯＳ−ＦＥＴ１２（Ｑ１）のスイッチ時間を調節する働きがある。Ｑ２は抵抗内蔵のトランジスタでＯＮ２信号がハイレベルになるとＱ１のゲート（Ｇ）をＧＮＤレベルにしてＱ１のソース（Ｓ）−ドレイン（Ｄ）間を導通状態にする。
【００１８】
ＨＤＤ／ＣＤ部３０をオンする場合、制御部からＤＣ−ＤＣコンバータ１０へ起動信号ＯＮ１をハイレベルにすることによって、起動指示される。ＤＣ−ＤＣコンバータ１０の出力はキャパシタＣ１，Ｃ２，Ｃ３に充電される為、図３タイムチャートのように＋５Ｖは２秒程度かかって５Ｖレベルになる。制御部１７はＯＮ１信号をハイレベルにしてから３秒後にＯＮ２信号をハイレベルにする。ＯＮ２信号がハイレベルになるとトランジスタＱ２がオンし、Ｒ４、Ｃ４とＲ５の働きによりＭＯＳ−ＦＥＴ（Ｑ１）のＧが除々にＧＮＤレベルになる。Ｑ１のゲート（Ｇ）はＣ４に電荷が充電し、Ｒ５とＱ２を介してＧＮＤに接続され、ゲート（Ｇ）電圧の下降はＲ５とＣ４の値によって決まる。Ｃ４＝４７μＦ、Ｒ５＝１ｋΩの場合、ＨＤＤ＋５Ｖの立上りは１０ｍｓ程度となる。Ｒ５もしくはＣ４の値を２倍にすれば、立上り時間はほぼ２倍の２０ｍｓとなる。これらの動作により、ＨＤＤ１３の要求する電源立上り時間５〜１００ｍｓを満足することができる。
【００１９】
尚、Ｒ４の値によって、Ｑ２がオフしてからＱ１がオフする時間が変わる。Ｃ４の電荷がＲ４を介して放電することにより、Ｑ１のＧ電圧がＧＮＤレベルから＋５Ｖに変化する時間を遅らせることができる。Ｒ４＝２２ｋΩ、Ｃ４＝４７μＦの場合１．１ｓ程度であり、Ｒ４＝１０ｋΩの場合０．４５ｓ程度になる。これにより、ＯＮ２信号がオフ状態となってもしばらくの間Ｑ１をオン状態にして、キャパシタの電荷をＨＤＤ１３等の負荷へ供給可能としている。
【００２０】
図４に自動車のエンジン・スタート時のクランキング等で発生する電源瞬断時の波形図を示す。＋Ｂ電源が瞬断した場合、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０が＋Ｂ電源から生成している＋５Ｖも瞬断状態になる。この時、キャパシタＣ１，Ｃ２，Ｃ３に蓄えた電荷がＭＯＳ−ＦＥＴ（Ｑ１）を介してＨＤＤ１３側に供給される。２０ｍｓ程度の瞬断であれば、ＨＤＤ１３への電源電圧ＨＤＤ＋５ＶはＨＤＤ動作下限電圧４．５Ｖを下回ることはなく、ＨＤＤ１３の書込み動作を継続することができる。
【００２１】
以上説明したように、本発明を用いれば、ＨＤＤのように電源立上り時間が遅い場合誤動作するような回路に電源バックアップ用キャパシタが接続でき、電源の瞬断に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施例にかかる車載用音響装置のブロック図である。
【図２】本発明の実施例にかかる電源回路を示す回路図である。
【図３】本発明の実施例の動作を説明するための波形図である。
【図４】電源瞬断発生時の波形図である。
【符号の説明】
【００２３】
１０  ＤＣ−ＤＣコンバータ
１１  キャパシタ
１２  ＭＯＳ−ＦＥＴ
１７  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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