(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源装置の第１の電源端子と第２の電源端子の間に設けられ、直流電源装置の電力を負荷に供給するオン状態あるいは直流電源装置の電力の負荷への供給を停止するオフ状態を保持する保持回路と、保持回路をオフ状態からオン状態あるいはオン状態からオフ状態に制御する制御回路を備える電源スイッチ回路であって、
保持回路は、直流電源装置の第１の電源端子と第２の電源端子に並列に接続されている、第１の種類のトランジスタと第１の抵抗が直列に接続された第1の回路と、第２の種類のトランジスタと第２の抵抗が直列に接続された第２の回路を有しているとともに、第１の回路の第１の種類のトランジスタのベース端子と第２の回路及び第２の回路の第２の種類のトランジスタのベース端子と第１の回路が、第１の回路の第１の種類のトランジスタと第２の回路の第２の種類のトランジスタが共に非導通状態の時に少なくとも一方の種類のトランジスタが導通状態となると、両種類のトランジスタが共に導通状態となるオン状態となり、第１の回路の第１の種類のトランジスタと第２の回路の第２の種類のトランジスタが共に導通状態の時に少なくとも一方の種類のトランジスタが非導通状態となると、両種類のトランジスタが共に非導通状態となるオフ状態となるように接続されており、
制御回路は、単極単投スイッチとコンデンサを有しているとともに、第１の回路の中間点と、第２の回路の中間点と、直流電源装置の第１の電源端子及び第２の電源端子の一方の電源端子に接続されており、
制御回路は、保持回路がオフ状態で単極単投スイッチがオンされると、第１の回路の第１の種類のトランジスタと第２の回路の第２の種類のトランジスタの少なくとも一方の種類のトランジスタが導通状態となり、保持回路がオン状態で単極単投スイッチがオンされると、第１の回路の第１の種類のトランジスタと第２の回路の第２の種類のトランジスタの少なくとも一方の種類のトランジスタが非導通状態となるように構成されている電源スイッチ回路。
【請求項２】
請求項１に記載の電源スイッチ回路であって、
制御回路は、
保持回路がオフ状態で単極単投スイッチがオフされると、コンデンサが放電され、
保持回路がオフ状態で単極単投スイッチがオンされると、単極単投スイッチを介してコンデンサが充電されることによって、少なくとも一方の種類のトランジスタが導通状態となり、
保持回路がオン状態で単極単投スイッチがオフされると、導通状態となっている一方の種類のトランジスタを介してコンデンサが充電され、
保持回路がオン状態で単極単投スイッチがオンされると、単極単投スイッチを介してコンデンサが放電することによって、少なくとも一方の種類のトランジスタが非導通状態となるように構成されている電源スイッチ回路。
【請求項３】
請求項２に記載の電源スイッチ回路であって、
制御回路は、保持回路がオン状態で単極単投スイッチがオンされた時に、コンデンサからの放電電流が、他方の種類のトランジスタが導通する方向に流れるのを阻止する電流阻止手段を有している電源スイッチ回路。
【請求項４】
請求項１に記載の電源スイッチ回路であって、
制御回路は、
保持回路がオフ状態で単極単投スイッチがオフされると、コンデンサが充電され、
保持回路がオフ状態で単極単投スイッチがオンされると、単極単投スイッチを介してコンデンサが放電することによって、少なくとも一方の種類のトランジスタが導通状態となり、
保持回路がオン状態で単極単投スイッチがオフされると、導通状態となっている一方の種類のトランジスタを介してコンデンサが放電し、
保持回路がオン状態で単極単投スイッチがオンされると、導通状態となっている一方の種類のトランジスタと単極単投スイッチを介してコンデンサが充電されることによって、他方の種類のトランジスタが非導通状態となるように構成されている電源スイッチ回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流電源装置、特に、一次電池の電力の供給をオン、オフする電源スイッチ回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
一次電池を直流電源装置として用いる種々の電気装置が知られている。このような電気装置は、一次電池と、負荷（電力消費装置）と、電源スイッチ回路を備えている。電源スイッチ回路は、操作スイッチの操作によって、一次電池の電力を負荷に供給するオン状態あるいは一次電池の電力の負荷への供給を停止するオフ状態に設定される。このような電気装置としては、例えば、壁によって覆われている鉄筋や梁等の埋設物を検出する埋設物検出装置が知られている。
一次電池を直流電源装置として用いる電気装置の電源スイッチ回路は、無駄な電力消費を抑えるために、オフ状態に設定されている時には、一次電池からの電流を完全に遮断することが要求される。また、操作性やコストの面から、操作スイッチとして単極単投スイッチ（ＳＰＳＴスイッチ）を用いることが要望される。また、電源スイッチ回路は、できるだけ少ない部品で構成することが要求される。
なお、単極単投スイッチとして、固定接点と可動接点を有し、操作部に押圧力を印加している時には可動接点が固定接点に接触し（または可動接点が固定接点から離れ）、操作部への押圧力の印加を停止すると可動接点が固定接点から離れる（または、可動接点が固定接点に接触する）スイッチを使用することが望ましい。以下では、可動接点が固定接点に接触している状態を「オン」と言い、可動接点が固定接点から離れている状態を「オフ」と言う。
【０００３】
従来、図９に示す電源スイッチ回路１１０が知られている。（非特許文献１参照）
従来の電源スイッチ回路１１０では、一次電池Ｂの正極端子と負極端子の間に、ＰＮＰトランジスタＱ１１１と抵抗Ｒ１１１及びＲ１１２の直列回路と、抵抗Ｒ１１３及びＲ１１４とＮＰＮトランジスタＱ１１２の直列回路が並列に接続されている。そして、抵抗Ｒ１１３とＲ１１４の接続点がＰＮＰトランジスタＱ１１１のベース端子に接続され、抵抗Ｒ１１１とＲ１１２の接続点がＮＰＮトランジスタＱ１１２のベース端子に接続されている。これにより、トランジスタＱ１１１とＱ１１２が共に導通状態となっているオン状態あるいは共に非導通状態となっているオフ状態を保持する保持回路が構成されている。
また、一時電池Ｂの正極端子と負極端子の間には、抵抗Ｒ１１５及びＲ１１６とコンデンサＣ１１１の直列回路が接続されている。そして、抵抗Ｒ１１５とＲ１１６の接続点がＮＰＮトランジスタＱ１１３を介して負極端子に接続されているとともに、ＮＰＮトランジスタＱ１１３のベース端子が、抵抗Ｒ１１７を介して、抵抗Ｒ１１１とＲ１１２の接続点に接続されている。さらに、抵抗Ｒ１１６とコンデンサＣ１１１の接続点が、抵抗Ｒ１１８と単極単投スイッチＳ１１１を介して、抵抗Ｒ１１１とＲ１１２の接続点に接続されている。これにより、保持回路をオフ状態からオン状態あるいはオン状態からオフ状態に制御する制御回路１１１が構成されている。
【０００４】
従来の電源スイッチ回路１１０は、以下のように動作する。
保持回路がオフ状態にある時には、抵抗Ｒ１１５及びＲ１１６を介してコンデンサＣ１１１が充電されている。
この状態で、単極単投スイッチＳ１１１がオンされると、コンデンサＣ１１１が抵抗Ｒ１１８と単極単投スイッチＳ１１１を介して放電する。これより、ＮＰＮトランジスタＱ１１２が導通状態となる。ＮＰＮトランジスタＱ１１２が導通状態となることによって、ＰＮＰトランジスタＱ１１１及びＮＰＮトランジスタＱ１１３も導通状態となる。すなわち、保持回路がオン状態となる。
その後、単極単投スイッチＳ１１１がオフされると、コンデンサＣ１１１は、導通状態となっているＮＰＮトランジスタＱ１１３を介して放電する。
この状態で、単極単投スイッチＳ１１１がオンされると、コンデンサＣ１１１が、導通状態となっているＰＮＰトランジスタＱ１１１、抵抗Ｒ１１１、単極単投スイッチＳ１１１及び抵抗Ｒ１１８を介して充電される。これにより、ＮＰＮトランジスタＱ１１２が非導通状態となる。ＮＰＮトランジスタＱ１１２が非導通状態となることによって、ＰＮＰトランジスタＱ１１１及びＮＰＮトランジスタＱ１１３も非導通状態となる。すなわち、保持回路がオフ状態となる。
その後、単極単投スイッチＳ１１１がオフされると、抵抗Ｒ１１５及びＲ１１６を介してコンデンサＣ１１１が充電される。
以後、同様にして、保持回路は、単極単投スイッチＳ１１１がオンされる毎にオン状態あるいはオフ状態に設定される。
【非特許文献１】「ＥＤＮ  Ｊａｐａｎ」（リード・ビジネス・インフォメーション株式会社，２００５年３月号，ｐ８６−ｐ８７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の電源スイッチ回路１１０は、操作スイッチＳ１１１として単極単投スイッチを用いながら、保持回路がオフ状態に設定されている時には、直流電源装置Ｂからの電流を完全に遮断している。
しかしながら、従来の電源スイッチ回路１１０は、コンデンサＣ１１１を充電あるいは放電するための抵抗Ｒ１１５〜Ｒ１１７やＮＰＮトランジスタＱ１１３等が必要である。このため、電源スイッチ回路１１０を構成する部品の数の一層の低減が要望されている。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、部品の数を低減し、安価に構成することができる電源スイッチ回路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】
【０００６】
前記課題を解決するための本発明の第１発明は、請求項１に記載されたとおりの電源スイッチ回路である。
本発明は、直流電源装置の電力を負荷に供給するオン状態あるいは直流電源装置の電力の負荷への供給を停止するオフ状態を保持する保持回路と、保持回路をオン状態あるいはオフ状態に制御する制御回路を備えている。
保持回路は、直流電源装置に並列に接続されている、第１の種類のトランジスタと第１の抵抗が直列に接続された第1の回路と、第２の種類のトランジスタと第２の抵抗が直列に接続された第２の回路を有している。そして、第１の回路の第１の種類のトランジスタのベース端子と第２の回路及び第２の回路の第２の種類のトランジスタのベース端子と第１の回路は、第１及び第２の種類のトランジスタが共に非導通状態の時に、一方の種類のトランジスタが導通状態になると他方のトランジスタも導通状態となり、第1及び第２の種類のトランジスタが共に導通状態の時に、一方のトランジスタが非導通状態になると他方のトランジスタも非導通状態となるように接続されている。
本発明の保持回路は、典型的には、ラッチ回路として構成されている。また、第１の種類及び第２の種類のトランジスタは、典型的にはＰＮＰトランジスタとＮＰＮトランジスタが対応する。
このため、本発明の制御回路は、保持回路をオフ状態からオン状態に切り替えるには、少なくとも一方の種類のトランジスタを導通状態に制御すればよく、一方、保持回路をオン状態からオフ状態に切り替えるには、少なくとも一方の種類のトランジスタを非導通状態に制御すればよい。
本発明の制御回路は、単極単投スイッチとコンデンサを有しているとともに、第１の回路の中間点と、第２の回路の中間点と、第１の電源端子及び第２の電源端子の一方の電源端子に接続されている。「第１の回路の中間点」や「第２の回路の中間点」には、第１の回路や第２の回路の、トランジスタと抵抗の接続点や抵抗の中間点が含まれる。
単極単投スイッチは、固定接点と可動接点を有し、操作部を操作（例えば、押圧）している間だけ、可動接点が固定接点に接触する（オン）、あるいは、可動接点が固定接点から離れる（オフ）スイッチである。このような単極単投スイッチは、小型で、安価で、操作性がよい。
本実施の形態では、操作スイッチとして単極単投スイッチを用いているため、単極単投スイッチがオンされる毎に、保持回路がオン状態あるいはオフ状態に切り替わるように構成されている。
制御回路内の部品の接続態様、制御回路と第１の回路の中間点、第２の回路の中間点、第１の電源端子及び第２の電源端子の一方の電源端子との接続態様としては、保持回路がオフ状態で単極単投スイッチがオンされると、第１及び第２の種類トランジスタの少なくとも一方のトランジスタが導通状態となり、保持回路がオフ状態で単極単投スイッチがオンされると、第１及び第２の種類のトランジスタの少なくとも一方が非導通状態となるように構成されていればよい。好適には、保持回路を構成する部品を用いて制御回路のコンデンサの充電動作及び放電動作が行われる接続態様が用いられる。
本発明では、制御回路を、第１の回路の中間点、第２の回路の中間点、第１の電源端子及び第２の電源端子の一方の電源端子に接続しているため、コンデンサを充電あるいは放電するための部品として保持回路の部品を用いることができる。これにより、部品の数を大幅に低減することができる。
また、トランジスタを用いることなく制御回路を構成することができるため、制御回路の構成を大幅に簡略化することができる。
【０００７】
本発明の第２発明は、請求項２に記載されたとおりの電源スイッチ回路である。
本発明では、制御回路と第１の回路の中間点、第２の回路の中間点、第１の電源端子及び第２の電源端子の一方の電源端子との接続態様として、以下の動作態様を満足する接続態様が用いられる。
保持回路がオフ状態で単極単投スイッチがオフされると、コンデンサが放電される。この時のコンデンサの放電は、保持回路に設けられている抵抗を介して行ってもよいし、制御回路に設けられている抵抗を介して行ってもよい。
保持回路がオフ状態で単極単投スイッチがオンされると、単極単投スイッチを介してコンデンサが充電されることによって、第１及び第２の種類のトランジスタの中の少なくとも一方の種類のトランジスタが導通状態となる。
保持回路がオン状態で単極単投スイッチがオフされると、導通状態となっている第１及び第２の種類のトランジスタの中の一方の種類のトランジスタを介してコンデンサが充電される。この時の一方の種類のトランジスタは、先のコンデンサの放電によって導通状態となったトランジスタと異なるトランジスタを用いる。
保持回路がオン状態で単極単投スイッチがオンされると、単極単投スイッチを介してコンデンサが放電されることによって、第１及び第２の種類のトランジスタの少なくとも一方の種類のトランジスタが非導通状態となる。この時のコンデンサの放電によって非導通状態とするトランジスタは、先のコンデンサの充電によって導通状態となったトランジスタを用いるのが好ましい。
本発明は、第１発明と同様に、部品の数を大幅に低減することができるとともに、制御回路の構成を簡略化することができる。
【０００８】
本発明の第３発明は、請求項３に記載されたとおりの電源スイッチ回路である。
本発明では、制御回路は、保持回路がオン状態で単極単投スイッチがオンされると、コンデンサからの放電電流が、他の種類のトランジスタが導通する方向に流れるのを阻止する電流阻止手段を有している。
電流阻止手段としては、典型的には、ダイオードが用いられる。
「コンデンサの放電電流が、他方の種類のトランジスタが導通する方向に流れるのを阻止する」態様には、コンデンサの放電電流が他方の種類のトランジスタのベース端子に供給されるのを阻止する態様や、コンデンサの放電電流が流れることによって、他方の種類のトランジスタのベース電位が、他方のトランジスタが導通状態となる電位に達するのを阻止する態様が含まれる。
このような電流阻止手段を設けることにより、保持回路がオン状態で単極単投スイッチがオンされた時に、一方の種類のトランジスタを確実に非導通状態とすることができる。
【０００９】
本発明の第４発明は、請求項４に記載されたとおりの電源スイッチ回路である。
本発明では、制御回路と第１の回路の中間点、第２の回路の中間点、第１の電源端子及び第２の電源端子の一方の電源端子との接続態様として、以下の動作態様を満足する接続態様が用いられる。
保持回路がオフ状態で単極単投スイッチがオフされると、コンデンサが充電される。この時、コンデンサの充電は、保持回路に設けられている抵抗を用いるのが好ましい。
保持回路がオフ状態で単極単投スイッチがオンされると、単極単投スイッチを介してコンデンサが放電することによって、第１及び第２の種類のトランジスタの中の少なくとも一方の種類のトランジスタが導通状態となる。
保持回路がオン状態で単極単投スイッチがオフされると、導通状態となっている第１及び第２の種類のトランジスタの中の一方の種類のトランジスタを介してコンデンサが放電する。この時の一方の種類のトランジスタは、先のコンデンサの放電によって導通状態となったトランジスタを用いるのが好ましい。
保持回路がオン状態で単極単投スイッチがオンされると、導通状態となっている第１及び第２の種類の中の一方のトランジスタと単極単投スイッチを介してコンデンサが充電されることによって、他方の種類のトランジスタが非導通状態となる。この時の一方の種類のトランジスタは、先にコンデンサの放電によって導通状態となったトランジスタと異なる種類のトランジスタを用いるのが好ましい。
本発明は、第１発明と同様に、部品の数を大幅に低減することができるとともに、制御回路の構成を簡略化することができる。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１〜４に記載の電源スイッチ回路を用いれば、部品の数を低減することができるとともに、構成を簡略化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
本発明の第１の実施の形態を図１に示す。
本実施の形態は、直流電源装置Ｂと、負荷（電力消費回路）Ｌと、電源スイッチ回路１０を備える電気装置に、本発明の電源スイッチ回路を適用したものである。
直流電源装置Ｂとしては、一次電池が用いられている。また、負荷Ｌとしては、電気装置の用途等に応じた適宜の電気回路が用いられる。例えば、壁で覆われている鉄筋や梁等を検出する検出回路、地中に埋設されている配管等を検出する検出回路、作業工具を駆動するモータ等が用いられる。
電源スイッチ回路１０は、直流電源装置Ｂの電力を負荷Ｌに供給するオン状態と直流電源装置Ｂの電力の負荷Ｌへの供給を停止するオフ状態を保持可能な保持回路と、保持回路をオン状態からオフ状態あるいはオフ状態からオン状態に制御する制御回路１１により構成されている。
【００１２】
保持回路は、ＰＮＰトランジスタＱ１１と抵抗Ｒ１１及びＲ１２の直列回路と、抵抗Ｒ１３及びＲ１４とＮＰＮトランジスタＱ１２の直列回路が、直流電源装置Ｂの正極端子と負極端子に並列に接続されている。なお、本実施の形態では、各直列回路は、接地電極（アース電極）を介して直流電源装置Ｂの負極端子に接続されている。
本実施の形態では、直流電源装置Ｂの正極端子と負極端子の一方が本発明の「第１の電源端子」に対応し、他方が本発明の「第２の電源端子」に対応する。
また、抵抗Ｒ１３とＲ１４の接続点がＰＮＰトランジスタＱ１１のベース端子に接続され、抵抗Ｒ１１とＲ１２の接続点がＮＰＮトランジスタＱ１２のベース端子に接続されている。
これにより、保持回路は、トランジスタＱ１１とＱ１２が共に導通状態となって、直流電源装置Ｂの電力が負荷Ｌに供給されるオン状態と、トランジスタＱ１１とＱ１２が共に非導通状態となって、直流電源装置Ｂの電力の負荷Ｌへの供給が停止されるオフ状態を保持する。このような保持回路は、通常、「ラッチ回路」と呼ばれている。
また、本実施の形態では、ＰＮＰトランジスタＱ１１のコレクタ端子が負荷Ｌに接続されている。
本実施の形態では、ＰＮＰトランジスタＱ１１と抵抗Ｒ１１及びＲ１２の直列回路、抵抗Ｒ１３及びＲ１４とＮＰＮトランジスタＱ１２の直列回路の一方が本発明の「第１の回路」に対応し、他方が本発明の「第２の回路」に対応する。また、ＰＮＰトランジスタＱ１１、ＮＰＮトランジスタＱ１２の一方が本発明の「第１の種類のトランジスタ」に対応し、他方が本発明の「第２の種類のトランジスタ」に対応し、抵抗Ｒ１１とＲ１２の組とＲ１３とＲ１４の組の一方が本発明の「第１の抵抗」に対応し、他方が本発明の「第２の抵抗」に対応し、ＮＰＮトランジスタＱ１１のコレクタ端子と抵抗Ｒ１１との接続点、抵抗Ｒ１３とＲ１４との接続点の一方が本発明の「第１の回路の中間点」に対応し、他方が本発明の「第２の回路の中間点」に対応する。
【００１３】
本実施の形態では、制御回路１１は、ＰＮＰトランジスタＱ１１のコレクタ端子と抵抗Ｒ１１の接続点と、抵抗Ｒ１３とＲ１４の接続点と、負極端子の間に設けられている。
制御回路１１は、単極単投スイッチＳ１１と抵抗Ｒ１５及びＲ１６とコンデンサＣ１１により構成されている。
抵抗Ｒ１５及びＲ１６と単極単投スイッチＳ１１は、直列に接続されている。そして、この直列回路が、抵抗Ｒ１５がＰＮＰトランジスタＱ１１のコレクタ端子と抵抗Ｒ１１との接続点に接続され、単極単投スイッチＳ１１が抵抗Ｒ１３とＲ１４との接続点に接続されるように、ＰＮＰトランジスタＱ１１のコレクタ端子と抵抗Ｒ１１との接続点と、抵抗Ｒ１３とＲ１４との接続点の間に配置されている。
また、抵抗Ｒ１５とＲ１６の接続点が、コンデンサＣ１１を介して直流電源装置の負極端子に接続されている。
本実施の形態では、単極単投スイッチ（ＳＰＳＴスイッチ）Ｓ１１として、操作部に押圧力を印加している間だけ可動接点が固定接点に接触し（オンする）、操作部への押圧力の印加を停止すると可動接点が固定接点から離れる(オフする）スイッチを用いている。
【００１４】
次に、本実施の形態の動作を、図２を参照しながら説明する。図２は、電源スイッチ回路１０の各部の波形を示す図である。
［期間Ｉ］（保持回路がオフ状態にある期間）
単極単投スイッチＳ１１がオフとなっているとともに、保持回路がオフ状態にある時点ｔ１１で、直流電源装置（一次電池）Ｂが電源スイッチ回路１０に接続されたものとする。
この時、ＰＮＰトランジスタＱ１１とＮＰＮトランジスタＱ１２は非導通状態となっている。このため、コンデンサＣ１１は放電状態にあり、コンデンサＣ１１の端子のうち、抵抗Ｒ１６とＲ１５の接続点に接続されている端子の電位（以下、「コンデンサＣ１１の電位」という）は「０」である。また、ＰＮＰトランジスタＱ１１の、エミッタ端子に対するベース端子の電位（以下、「ベース電位」という）と、ＰＮＰトランジスタＱ１１のコレクタ端子の電位（以下、「コレクタ電位」という）も「０」である。
期間Ｉは、単極単投スイッチＳ１１がオンされるまで継続される。
【００１５】
［期間ＩＩ］（単極単投スイッチＳ１１がオンされている期間）
保持回路がオフ状態にある時点ｔ１２で、単極単投スイッチＳ１１がオンされると、抵抗Ｒ１３及びＰＮＰトランジスタＱ１１のエミッタ端子−ベース端子、単極単投スイッチＳ１１、抵抗Ｒ１６を介してコンデンサＣ１１に充電電流が流れる。ここで、コンデンサＣ１１への充電電流が流れる回路の抵抗値が小さく設定されているため、コンデンサＣ１１の電位は、直流電源装置Ｂの電源電圧Ｖ１（例えば、５Ｖ）に近い値Ｘ２（例えば、４．４Ｖ）まで急激に上昇する。また、コンデンサＣ１１への充電電流が流れると、ＰＮＰトランジスタＱ１１のベース電位が、ＰＮＰトランジスタＱ１１が導通状態となる値（例えば、０．６Ｖ）以上となるように各抵抗の抵抗値等が設定されている。これにより、ＰＮＰトランジスタＱ１１が導通状態となる。
抵抗Ｒ１６の抵抗値は、コンデンサＣ１１が充電される時に、ＰＮＰトランジスタＱ１１のエミッタ端子-ベース端子に流れる電流を安全な値に制限する値に設定されている。
ＰＮＰトランジスタＱ１１が導通状態となると、ＰＮＰトランジスタＱ１１のコレクタ電流が、抵抗Ｒ１１を介してＮＰＮトランジスタＱ１２のベース端子−エミッタ端子及び抵抗Ｒ１２に流れる。ここで、ＰＮＰトランジスタＱ１１のコレクタ電流が流れると、ＮＰＮトランジスタＱ１２のベース電位が、ＮＰＮトランジスタＱ１２が導通状態となる値（例えば、０．６Ｖ）以上となるように各抵抗の抵抗値等が設定されている。これにより、ＮＰＮトランジスタＱ１２が導通状態となる。
ＮＰＮトランジスタＱ１２が導通状態になると、抵抗Ｒ１３及びＰＮＰトランジスタＱ１１のエミッタ端子−ベース端子、抵抗Ｒ１４を介してＮＰＮトランジスタＱ１２のエミッタ電流が流れる。ここで、ＮＰＮトランジスタＱ１２のコレクタ電流が流れると、ＰＮＰトランジスタＱ１１のベース電位が、ＰＮＰトランジスタＱ１１が導通状態となる値以上となるように各抵抗の抵抗値等が設定されている。これにより、ＰＮＰトランジスタＱ１１の導通状態が保持される。
したがって、保持回路は、ＰＮＰトランジスタＱ１１とＮＰＮトランジスタＱ１２が共に導通状態となるオン状態に制御される。言い換えれば、保持回路は、オフ状態からオン状態に切り替えられる。この時、ＰＮＰトランジスタＱ１１のコレクタ電位は、直流電源装置Ｂの電源電圧Ｖ１にほぼ近い電位まで上昇し、負荷Ｌに直流電力が供給される。
期間ＩＩは、単極スイッチＳ１１がオフされるまで継続される。
【００１６】
［期間ＩＩＩ］（単極単投スイッチＳ１１がオフされている期間）
保持回路がオン状態となった後の時点ｔ１３で、単極単投スイッチＳ１１がオフされると、コンデンサＣ１１は、導通状態となっているＰＮＰトランジスタＱ１１、抵抗Ｒ１５を介して充電される。ここで、ＰＮＰトランジスタＱ１１のエミッタ端子−コレクタ端子間の電圧降下は極めて小さいため、コンデンサＣ１１の電位は、直流電源装置Ｂの電源電圧Ｖ１にほぼ等しい値Ｘ１（例えば、５Ｖ）に漸増する。
期間ＩＩＩは、単極単投スイッチＳ１１がオンされるまで継続される。
【００１７】
［期間ＩＶ］（単極単投スイッチＳ１１がオンされている期間）
保持回路がオン状態となっているとともに単極単投スイッチＳ１１がオフされている時点ｔ１４で、単極単投スイッチＳ１１がオンされると、充電されているコンデンサＣ１１が抵抗Ｒ１６、単極単投スイッチＳ１１を介してＰＮＰトランジスタＱ１１のベース端子に接続される。
この時、コンデンサＣ１１の電位が電源電圧Ｖ１にほぼ等しい値になっているため、ＰＮＰトランジスタＱ１１のベース電位が、ＰＮＰトランジスタＱ１１が導通状態となる値未満となる。これにより、ＰＮＰトランジスタＱ１１が非導通状態となる。
ＰＮＰトランジスタＱ１１が非導通状態となると、ＮＰＮトランジスタＱ１２のベース電位が、ＮＰＮトランジスタＱ１２が導通状態となる値未満となる。これにより、ＮＰＮトランジスタＱ１２も非導通状態となる。
したがって、保持回路は、ＰＮＰトランジスタＱ１１とＮＰＮトランジスタＱ１２が共に非導通状態となるオフ状態に制御される。言い換えれば、保持回路は、オン状態からオフ状態に切り替えられる。この時、コンデンサＣ１１の電位は、抵抗Ｒ１５、Ｒ１１、Ｒ１２を介して放電する。
ＰＮＰトランジスタＱ１１のコレクタ電位及びＮＰＮトランジスタＱ１２のベース電位は、コンデンサＣ１１の電位を抵抗Ｒ１５、Ｒ１１、Ｒ１２によって分圧した値となる。なお、コンデンサＣ１１の放電にともなって、ＰＮＰトランジスタＱ１１のコレクタ電位が、負荷Ｌの動作電圧値未満に低下した時点で、負荷Ｌの動作が停止する。
期間ＩＶは、単極単投スイッチＳ１１がオフされるまで継続される。
【００１８】
保持回路がオフ状態となった後の時点ｔ１５で、単極単投スイッチＳ１１がオフされると、コンデンサＣ１１は、抵抗Ｒ１５、Ｒ１１、Ｒ１２を介して放電する。単極スイッチＳ１１がオフされた後所定期間経過すると、コンデンサＣ１１の電位は「０」となり、期間Ｉと同じ状態となる。これにより、直流電源装置Ｂの電流が完全に遮断される。
以後、単極単投スイッチＳ１１がオンされる毎に、保持回路は、ＰＮＰトランジスタＱ１１とＮＰＮトランジスタＱ１２が共に導通状態となるオン状態と、ＰＮＰトランジスタＱ１１とＮＰＮトランジスタＱ１２が共に非導通状態となるオフ状態に交互に切り替わる（オルタネート動作する）。
なお、抵抗Ｒ１１とＲ１２の抵抗値は、保持回路がオフ状態からオン状態に適切に切り替わることができる値に設定される。また、抵抗Ｒ１５の抵抗値は、単極単投スイッチＳ１１のチャタリングによって保持回路の動作が不安定になるのを防止する値に設定される。
【００１９】
以上のように、本実施の形態では、安価で操作性のよい単極単投スイッチを用いながら、保持回路（ラッチ回路）がオフ状態に設定されている時に、直流電源装置からの電流が完全に遮断される。これにより、無駄な電力消費を抑えることができ、直流電源装置の使用可能時間を長くすることができる。
また、本実施の形態では、保持回路（ラッチ回路）を構成する、ＰＮＰトランジスタＱ１１と抵抗Ｒ１１及びＲ１２の直列回路と抵抗Ｒ１３及びＲ１４とＮＰＮトランジスタＱ１２の直列回路と直流電源装置Ｂの負極端子の間に、単極単投スイッチと抵抗とコンデンサにより構成される制御回路を接続している。そして、保持回路がオン状態で単極単投スイッチＳ１１がオンされると、導通状態となっているＮＰＮトランジスタＱ１２を介してコンデンサＣ１１が放電し、保持回路がオン状態で単極単投スイッチＳ１１がオフされると、導通状態となっているトランジスタＱ１１を介してコンデンサＣ１１が充電されるように構成されている。これにより、保持回路を構成する部品を、制御回路のコンデンサを充電あるいは放電するための部品として用いることができる。したがって、従来の電源スイッチ回路に比べて、部品の数を大幅に低減することができる。さらに、従来の電源スイッチ回路の制御回路で用いていたトランジスタを省略することができるため、回路構成を大幅に簡略化することができる。
【００２０】
第１の実施の形態は、種々の変更が可能である。
第１の実施の形態の第１の変更例を図３に示す。
図３に示す電源スイッチ回路２０では、保持回路（ラッチ回路）は、ＰＮＰトランジスタＱ２１と抵抗Ｒ２１及びＲ２２の直列回路と、抵抗Ｒ２３、Ｒ２６及びＲ２４とＮＰＮトランジスタＱ２２の直列回路が、直流電源装置Ｂの正極端子と負極端子に並列に接続されている。そして、抵抗Ｒ２３とＲ２６の接続点がＰＮＰトランジスタＱ２１のベース端子に接続され、抵抗Ｒ２１とＲ２２の接続点がＮＰＮトランジスタＱ２２のベース端子に接続されている。
本実施の形態では、図１に示した実施の形態の抵抗Ｒ１６に対応する抵抗Ｒ２６を図３に示す位置に配置している。抵抗Ｒ２６を図３に示す位置に配置した場合でも、コンデンサＣ２１が充電される時に、ＰＮＰトランジスタＱ２１のエミッタ端子−ベース端子に流れる電流を安全な値に制限することができる。
また、抵抗Ｒ２３に並列にコンデンサＣ２２が接続されている。このコンデンサＣ２２は、直流電源装置Ｂが電源スイッチ回路２０に接続された時に、ＰＮＰトランジスタＱ２１が導通状態になるのを防止するためのものである。コンデンサＣ２２としては、コンデンサＣ１１の容量に比べて十分に小さい容量を有するコンデンサが用いられる。
【００２１】
本実施の形態では、制御回路２１は、ＰＮＰトランジスタＱ２１のコレクタ端子と抵抗Ｒ２１の接続点と、抵抗Ｒ２６とＲ２４の接続点と、直流電源装置の負極端子の間に接続されている。
制御回路２１は、ダイオードＤ２１、抵抗Ｒ２５及びＲ２７、単極単投スイッチＳ２１、コンデンサＣ２１により構成されている。
ダイオードＤ２１と、抵抗Ｒ２５と、単極単投スイッチＳ２１は直列に接続されている。そして、この直列回路は、ダイオードＤ２１がＰＮＰトランジスタＱ２１のコレクタ端子と抵抗Ｒ２１との接続点に接続され、単極単投スイッチＳ２１が抵抗Ｒ２６とＲ２４との接続点に接続されるように、ＰＮＰトランジスタＱ２１のコレクタ端子と抵抗Ｒ２１との接続点と、抵抗Ｒ２６とＲ２４との接続点の間に配置されている。この時、ダイオードＤ２１は、正極端子がＰＮＰトランジスタＱ２１のコレクタ端子と抵抗Ｒ２１との接続点に接続され、負極端子が抵抗Ｒ２５に接続されるように配設される。
そして、単極単投スイッチＳ２１と抵抗Ｒ２５との接続点が、コンデンサＣ２１を介して直流電源装置Ｂの負極端子に接続されている。また、抵抗Ｒ２５とダイオードＤ２１の負極端子との接続点が、抵抗Ｒ２７を介して直流電源装置Ｂの負極端子に接続されている。
本実施の形態では、ＰＮＰトランジスタＱ２１のコレクタ端子と抵抗Ｒ２１との接続点、抵抗Ｒ２６とＲ２４との接続点の一方が本発明の「第１の回路の中間点」に対応し、他方が本発明の「２の回路の中間点」に対応する。また、ダイオードＤ２１が本発明の「電流阻止手段」に対応する。
【００２２】
ここで、図１に示した実施の形態では、［期間ＩＶ］（単極単投スイッチＳ１１がオンされる期間）に、コンデンサＣ１１の電位によってＰＮＰトランジスタＱ１１のベース電位が低下させ、ＰＮＰトランジスタＱ１１を非導通状態とする。
この時、コンデンサＣ１１から抵抗Ｒ１５、Ｒ１１を介してＮＰＮトランジスタＱ１２のベース端子−エミッタ端子に放電電流が流れると、ＮＰＮトランジスタＱ１２の導通状態が維持される。この場合、ＰＮＰトランジスタＱ１１を非導通状態にするのが困難となる。すなわち、保持回路をオン状態からオフ状態に制御するのが困難となる。
そこで、図３に示す実施の形態では、抵抗Ｒ２５と、ＰＮＰトランジスタＱ２１のコレクタ端子と抵抗Ｒ２１との接続点との間にダイオードＤ２１が接続されている。このダイオードＤ２１によって、コンデンサＣ２１の放電電流が、抵抗Ｒ２５、Ｒ２１を介してＮＰＮトランジスタＱ２２のベース端子−エミッタ端子を介して流れるのを阻止するように接続されている。
なお、ダイオードＤ２１を配設することにともなって、コンデンサＣ２１を放電させるための抵抗Ｒ２７が設けられている。この場合には、抵抗Ｒ２５とＲ２７の抵抗値が、単極単投スイッチＳ２１のチャタリングによって保持回路の動作が不安定になるのを防止する値に設定される。
このように、コンデンサＣ２１の放電電流がＮＰＮトランジスタＱ２２のベース端子−エミッタ端子を介して流れるのを阻止するダイオードＤ２１を設けることによって、各部品の値（例えば、各抵抗器の抵抗値等）を設定する際の許容範囲が広がる。そして、各部品の値を設定する際の許容範囲が広がることによって、直流電源装置Ｂの電源電圧Ｖ１の変動に対する電源スイッチ回路２０の正常動作範囲を広くすることができる。これにより、直流電源装置Ｂの使用可能時間を長くすることができる。
【００２３】
また、本実施の形態では、電源スイッチ回路２０の保持回路はオン状態を保持する。このため、電源スイッチ回路２０の保持回路をオン状態に設定した場合には、電源スイッチ回路２０の保持回路をオフ状態に設定する操作が必要である。しかしながら、電源スイッチ回路２０をオフ状態に設定する操作を忘れることがある。この場合、直流電源装置Ｂの電力が無駄に消費されてしまう。
そこで、本実施の形態では、電気装置に設けられているＣＰＵによって、電源スイッチ回路２０の保持回路をオフ状態に設定可能に構成している。
図３では、ＣＰＵの出力用のＰＮＰトランジスタＱ２３のコレクタ端子を抵抗Ｒ２１とＲ２２との接続点に接続し、エミッタ端子を直流電源装置Ｂの負極端子に接続している。ＣＰＵは、単極単投スイッチＳ２１の操作によって電源スイッチ回路２０の保持回路がオン状態に設定されると経過時間の算出を開始する。そして、保持回路が設定時間以上オン状態に保持されている場合には、ＰＮＰトランジスタＱ２３を導通状態とする信号をＰＮＰトランジスタＱ２３のベース端子に供給する。これにより、ＰＮＰトランジスタＱ２３が導通状態となって、ＮＰＮトランジスタＱ２２のベース電位が低下する。したがって、ＮＰＮトランジスタＱ２２が非導通状態となり、保持回路は、オン状態からオフ状態に強制的に切り替えられる。
図３に示すように、抵抗Ｒ２１とＲ２２の接続点に、ＰＮＰトランジスタＱ３４をオープンコレクタ接続した場合には、ＰＮＰトランジスタＱ２３が導通状態になった時以外は、ＮＰＮトランジスタＱ２３は高インピーダンスの状態となる。このため、ＰＮＰトランジスタＱ２３によって、保持回路の動作が影響を受けることはない。
なお、ＣＰＵからの信号出力形態としては、保持回路がオン状態に設定されてから設定時間が経過した時にのみＮＰＮトランジスタＱ２２のベース電位を低下させることができ、それ以外の時には保持回路の動作に影響を与えないように構成されていればよく、オープンコレクタ接続による信号出力形態に限定されない。
本実施の形態の電源スイッチ回路の他の動作は、図１に示した実施の形態の動作と同様である。
本実施の形態では、トランジスタＱ２３を含むＣＰＵが本発明の「強制停止回路」に対応する。
【００２４】
以上のように、本実施の形態では、コンデンサＣ２１の放電電流がＮＰＮトランジスタＱ２２のベース端子に流れるのを阻止するダイオードＤ２１を設けているため、各部品の設定値を設定する際の許容範囲を広くすることができる。
これにより、直流電源装置Ｂの電源電圧Ｖ１の変動に対する電源スイッチ回路２０の正常動作範囲を広くすることができる。例えば、回路シミュレーションでは、図１に示した電源スイッチ回路１０では、電源電圧Ｖ１が４．０Ｖ〜５．８Ｖの範囲内でオルタネート動作する。一方、図３に示す電源スイッチ回路２０では、電源電圧Ｖ１が３．９Ｖ〜８．２Ｖの範囲内でオルタネート動作する。
また、トランジスタＱ２３を含むＣＰＵにより構成される強制停止回路を設けているため、電源スイッチ回路２０の切り忘れを防止することができる。
したがって、直流電源装置Ｂの使用許容時間を長くすることができ
【００２５】
次に、第１の実施の形態の第２の変更例を図４に示す。
図４に示す電源スイッチ回路３０は、ＰＮＰトランジスタＱ３１にＰＮＰトランジスタＱ３３がダーリントン接続されているとともに、ＰＮＰトランジスタＱ３３に負荷Ｌが接続されている点を除いて、図３に示した電源スイッチ回路２０と同様の構成である。
ＰＮＰトランジスタＱ３３は、エミッタ端子が直流電源装置Ｂの正極端子に接続され、ベース端子がＰＮＰトランジスタＱ３１のエミッタ端子に接続され、コレクタ端子が負荷Ｌに接続されている。
本実施の形態では、保持回路を構成するＰＮＰトランジスタＱ３１とＮＰＮトランジスタＱ３２として小信号トランジスタを用い、負荷Ｌに電流を供給するＰＮＰトランジスタＱ３３としてパワートランジスタを用いている。
これにより、安価な構成で、負荷Ｌに大電流を供給することができる。
【００２６】
第１の実施の形態の第３の変更例を図５に示す。
図５に示す電源スイッチ回路４０は、ＰＮＰトランジスタＱ４３が設けられているとともに、ＰＮＰトランジスタＱ４３に負荷Ｌが接続されている点を除いて、図３に示した電源スイッチ回路２０と同様の構成である。
ＰＮＰトランジスタＱ４３は、エミッタ端子が直流電源装置Ｂの正極端子に接続され、ベース端子が、抵抗Ｒ４４とＮＰＮトランジスタＱ４２のコレクタ端子との接続点に、抵抗Ｒ４８を介して接続され、コレクタ端子が負荷Ｌに接続されている。
本実施の形態では、保持回路を構成するＰＮＰトランジスタＱ４１とＮＰＮトランジスタＱ４２として小信号トランジスタを用い、ＰＮＰトランジスタＱ４３としてパワートランジスタを用いている。
これにより、安価な構成で、負荷Ｌに大電流を供給することができる。
【００２７】
第１の実施の形態では、制御回路によってＰＮＰトランジスタの導通状態及び非導通状態を制御したが、制御回路によって、ＮＰＮトランジスタの導通状態及び非導通状態を制御することもできる。
本発明の第２の実施の形態を図６に示す。
本実施の形態は、第１の実施の形態と同様に、直流電源装置Ｂと、負荷（電力消費回路）Ｌと、電源スイッチ回路５０を備える電気装置に、本発明の電源スイッチ回路を適用したものである。
電源スイッチ回路５０は、保持回路（ラッチ回路）と制御回路５１により構成されている。
保持回路（ラッチ回路）は、第１の実施の形態と同様に、ＰＮＰトランジスタＱ５１と抵抗Ｒ５１及びＲ５２の直列回路と、抵抗Ｒ５３及びＲ５４とＮＰＮトランジスタＱ５２の直列回路が、直流電源装置Ｂの正極端子と負極端子に並列に接続されている。また、抵抗Ｒ５３とＲ５４との接続点がＰＮＰトランジスタＱ５１のベース端子に接続され、抵抗Ｒ５１とＲ５２との接続点がＮＰＮトランジスタＱ５２のベース端子に接続されている。
本実施の形態では、ＰＮＰトランジスタＱ５１と抵抗Ｒ５１及びＲ５２の直列回路、抵抗Ｒ５３及びＲ５４とＮＰＮトランジスタＱ５２の直列回路の一方が本発明の「第１の回路」に対応し、他方が本発明の「第２の回路」に対応する。また、ＰＮＰトランジスタＱ５１、ＮＰＮトランジスタＱ５２の一方が本発明の「第１の種類のトランジスタ」に対応し、他方が本発明の「第２の種類のトランジスタ」に対応し、抵抗Ｒ５１とＲ５２との接続点、抵抗Ｒ５４とＮＰＮトランジスタＱ５２のコレクタ端子と接続点の一方が本発明の「第１の回路の中間点」に対応し、他方が本発明の「第２の回路の中間点」に対応する。
【００２８】
本実施の形態では、制御回路５１は、抵抗Ｒ５１と抵抗Ｒ５２との接続点と、抵抗Ｒ５４とＮＰＮトランジスタＱ５２のコレクタ端子との接続点と、直流電源装置Ｂの負極端子の間に設けられている。
制御回路５１は、単極単投スイッチＳ５１、抵抗Ｒ５５及びＲ５６、コンデンサＣ５１を有している。
単極単投スイッチＳ５１、抵抗Ｒ５６及びＲ５５は、直列に接続されている。この直列回路は、単極単投スイッチＳ５１が抵抗Ｒ５１とＲ５２との接続点に接続され、抵抗Ｒ５５が抵抗Ｒ５４とＰＮＰトランジスタＱ５２のコレクタ端子との接続点に接続されるように、抵抗Ｒ５１と抵抗Ｒ５２との接続点と、抵抗Ｒ５４とＮＰＮトランジスタＱ５２のコレクタ端子との接続点間に配設されている。
そして、抵抗Ｒ５５とＲ５６の接続点が、コンデンサＣ５１を介して直流電源装置Ｂの負極端子に接続されている。
【００２９】
次に、本実施の形態の動作を、図７を参照しながら説明する。図７は、電源スイッチ回路５０の各部の波形を示す図である。
［期間Ｉ］（保持回路がオフ状態にある期間）
単極単投スイッチＳ５１がオフとなっているとともに、保持回路がオフ状態にある時点ｔ５１で、直流電源装置（一次電池）Ｂが電源スイッチ回路５０に接続されたものとする。
この時、ＰＮＰトランジスタＱ５１とＮＰＮトランジスタＱ５２は非導通状態となっている。このため、コンデンサＣ５１は、抵抗Ｒ５３、Ｒ５４、Ｒ５５を介して充電される。コンデンサＣ５１の電位は、直流電源装置Ｂの電源電圧Ｖ１にほぼ等しいＹ１に漸増する。また、ＮＰＮトランジスタＱ５２のベース電位とＰＮＰトランジスタＱ１１のコレクタ電位は「０」である。
期間Ｉは、単極単投スイッチＳ５１がオンされるまで継続される。
【００３０】
［期間ＩＩ］（単極単投スイッチＳ５１がオンされている期間）
保持回路がオフ状態にある時点ｔ５２で、単極単投スイッチＳ５１がオンされると、コンデンサＣ５１の放電電流が、抵抗Ｒ５６、単極単投スイッチＳ５１、抵抗Ｒ５２及びＮＰＮトランジスタＱ５２のベース端子−エミッタ端子を介して流れる。また、直流電源装置Ｂからの電流が、抵抗Ｒ５３、Ｒ５４、Ｒ５５、Ｒ５６、単極単投スイッチＳ５１、抵抗Ｒ５２及びＮＰＮトランジスタＱ５２のベース端子−エミッタ端子を介して流れる。ここで、このような電流が流れた時、ＮＰＮトランジスタＱ５２のベース電位が、ＮＰＮトランジスタＱ５２が導通状態となる値（例えば、０．６Ｖ）以上となるように各抵抗の抵抗値等が設定されている。これにより、ＮＰＮトランジスタＱ５２が導通状態となる。
抵抗Ｒ５６の抵抗値は、コンデンサＣ５１の放電によってＮＰＮトランジスタＱ５２のベース端子に流れる電流を安全な値に制限する値に設定されている。
ＮＰＮトランジスタＱ５２が導通状態となると、ＮＰＮトランジスタＱ５２のコレクタ電流が、抵抗Ｒ５３及びＰＮＰトランジスタＱ５１のエミッタ端子−ベース端子と抵抗Ｒ５４を介して流れる。ここで、ＮＰＮトランジスタＱ５２のコレクタ電流が流れると、ＰＮＰトランジスタＱ５１のベース電位が、ＰＮＰランジスタＱ５１が導通状態となる値（例えば、０．６Ｖ）以上となるように各抵抗の抵抗値が設定されている。これにより、ＰＮＰトランジスタＱ５１が導通状態となる。
ＰＮＰトランジスタＱ５１が導通状態になると、抵抗Ｒ５１と抵抗Ｒ５２及びＮＰＮトランジスタＱ５２のベース端子−エミッタ端子を介してＰＮＰトランジスタＱ５１のコレクタ電流が流れる。ここで、ＰＮＰトランジスタＱ５１のコレクタ電流が流れると、ＮＰＮトランジスタＱ５２のベース電位が、ＮＰＮトランジスタＱ５２が導通状態となる値以上となるように各抵抗の抵抗値が設定されているため、ＮＰＮトランジスタＱ５２の導通状態が保持される。
したがって、保持回路は、ＰＮＰトランジスタＱ５１とＮＰＮトランジスタＱ５２が共に導通状態となるオン状態に制御される。言い換えれば、保持回路は、オフ状態からオン状態に切り替えられる。
この時、ＰＮＰトランジスタＱ５１のコレクタ電位は、直流電源装置Ｂの電源電圧Ｖ１にほぼ近い値まで上昇し、負荷Ｌに直流電力が供給される。
また、ＮＰＮトランジスタＱ５２が導通状態となると、ＮＰＮトランジスタＱ５２のコレクタ電位がほぼ「０」となる。このため、コンデンサＣ５１の電位は、抵抗Ｒ５５とＲ５６の抵抗値によって定まる値Ｙ２となる。
期間ＩＩは、単極スイッチＳ５１がオフされるまで継続される。
【００３１】
［期間ＩＩＩ］（単極単投スイッチＳ５１がオフされている期間）
保持回路がオン状態となった後の時点ｔ５３で、単極単投スイッチＳ５１がオフされると、コンデンサＣ５１は、抵抗Ｒ５５と、導通状態となっているＮＰＮトランジスタＱ５２のコレクタ端子−エミッタ端子を介して放電する。これにより、コンデンサＣ５１の電位は、「０」に漸減する。
期間ＩＩＩは、単極単投スイッチＳ５１がオンされるまで継続される。
【００３２】
［期間ＩＶ］（単極単投スイッチＳ５１がオンされている期間）
保持回路がオン状態となっているとともに単極単投スイッチＳ５１がオフされている時点ｔ５４で、単極単投スイッチＳ５１がオンされると、コンデンサＣ５１が、導通状態となっているＰＮＰトランジスタＱ５１のエミッタ端子−コレクタ端子、抵抗Ｒ５１、単極単投スイッチＳ５１、抵抗Ｒ５６を介して充電される。
ここで、コンデンサＣ４１がＰＮＰトランジスタＱ５１を介して充電されると、ＮＰＮトランジスタＱ５２のベース電位が、ＮＰＮトランジスタＱ５２が導通状態となる値未満になるように各抵抗の抵抗値等が設定されている。これにより、ＮＰＮトランジスタＱ５２が非導通状態となる。
なお、ＮＰＮトランジスタＱ５２が非導通状態となると、コンデンサＣ５１は、抵抗Ｒ５３、Ｒ５４、Ｒ５５を介しても充電される。また、抵抗Ｒ５３、Ｒ５４、Ｒ５５、Ｒ５６、単極単投スイッチＳ５１、抵抗Ｒ５２を介して電流が流れるが、この電流によってＮＰＮトランジスタＱ５２のベース電位が、ＮＰＮトランジスタＱ５２が導通状態となる値以上にならないように各抵抗の抵抗値等が設定されている。
ＮＰＮトランジスタＱ５２が非導通状態となると、ＰＮＰランジスタＱ５１のベース電位が、ＰＮＰトランジスタＱ５１が導通状態となる値未満に低下する。これにより、ＰＮＰトランジスタＱ５１も非導通状態となる。
したがって、保持回路は、ＰＮＰトランジスタＱ５１とＮＰＮトランジスタＱ５２が共に非導通状態となるオフ状態に制御される。言い換えれば、保持回路は、オン状態からオフ状態に切り替えられる。
ＰＮＰトランジスタＱ５１のコレクタ電位及びＮＰＮトランジスタＱ５２のベース電位は、コンデンサＣ５１の電位を抵抗Ｒ５６、Ｒ５２によって分圧した値となる。なお、ＰＮＰトランジスタＱ５１のコレクタ電位が、負荷Ｌの動作電圧値未満に低下した時点で、負荷Ｌの動作が停止する。
期間ＩＶは、単極単投スイッチＳ５１がオフされるまで継続される。
【００３３】
保持回路がオフ状態となった後の時点ｔ５５で、単極単投スイッチＳ５１がオフされると、コンデンサＣ５１は、抵抗Ｒ５３、Ｒ５４、Ｒ５５を介して充電される。単極単投スイッチＳ５１がオフされた後所定期間経過すると、コンデンサＣ５１の電位は電源電圧Ｖ１にほぼ等しいＹ１となり、期間Ｉと同じ状態となる。これにより、直流電源装置Ｂの電流が完全に遮断される。
以後、単極単投スイッチＳ５１がオンされる毎に、保持回路は、オン状態とオフ状態に交互に切り替わる（オルタネート動作する）。
なお、抵抗Ｒ５３とＲ５４の抵抗値は、保持回路がオフ状態からオン状態に適切に切り替わることができる値に設定される。また、抵抗Ｒ５５の抵抗値は、単極単投スイッチＳ５１のチャタリングによって保持回路の動作が不安定になるのを防止する値に設定される。
【００３４】
以上のように、本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、保持回路（ラッチ回路）を構成する、ＰＮＰトランジスタＱ５１と抵抗Ｒ５１及びＲ５２の直列回路と、抵抗Ｒ５３及びＲ５４とＮＰＮトランジスタＱ５２の直列回路と、直流電源装置Ｂの負極端子の間に、単極単投スイッチと抵抗とコンデンサにより構成される制御回路を接続している。そして、保持回路がオフ状態で単極単投スイッチＳ５１がオフされると、抵抗Ｒ５３とＲ５４を介してコンデンサＣ５１が充電され、保持回路がオン状態で単極単投スイッチＳ５１がオフされると、導通状態となっているＮＰＮトランジスタＱ５２を介してコンデンサＣ５１が放電され、保持回路がオン状態で単極単投スイッチＳ５１がオンされると、導通状態となっているＰＮＰトランジスタＱ５１と抵抗Ｒ５１を介してコンデンサＣ５１が充電されるように構成されている。これにより、保持回路（ラッチ回路）を構成する部品を、制御回路のコンデンサを充電あるいは放電するための部品として兼用することができ、部品の数を大幅に低減することができる。さらに、制御回路をトランジスタを用いることなく構成することができるため、回路構成を大幅に簡略化することができる。
【００３５】
図１に示した第１の実施の形態では、コンデンサの充電電流を利用してＰＮＰトランジスタを導通状態とし、コンデンサの放電電流を利用してＰＮＰトランジスタを非導通状態としたが、コンデンサの放電電流を利用してＰＮＰトランジスタを導通状態とし、コンデンサの充電電流を利用してＰＮＰトランジスタを非導通状態とすることもできる。
以下に、本発明の第３の実施の形態を、図８に示す。本実施の形態は、図１に示した第１の実施の形態のコンデンサＣ１１を直流電源装置Ｂの正極端子に接続したものである。
本実施の形態の電源スイッチ回路６０の保持回路（ラッチ回路）は、図１に示した第１の実施の形態の保持回路を同様の構成である。
制御回路６１は、抵抗Ｒ６２とＲ６１との接続点と、ＰＮＰトランジスタＱ６２のコレクタ端子と抵抗Ｒ６４との接続点と、直流電源装置Ｂの正極端子の間に設けられている。
制御回路６１は、単極単投スイッチＳ６１、抵抗Ｒ６５及びＲ６６、コンデンサＣ６１により構成されている。
単極単投スイッチＳ６１と抵抗Ｒ６６及びＲ６５は、直列に接続されている。この直列回路は、単極単投スイッチＳ６１が抵抗Ｒ６２とＲ６１との接続点に接続され、抵抗Ｒ６５がＰＮＰトランジスタＱ６２と抵抗Ｒ６４の接続点に接続されるように、抵抗Ｒ６２とＲ６１との接続点と、ＰＮＰトランジスタＱ６２のコレクタ端子と抵抗Ｒ６４の接続点の間に配設されている。
そして、抵抗Ｒ６６とＲ６５との接続点が、コンデンサＣ６１を介して直流電源装置Ｂの正極端子に接続されている。
本実施の形態では、抵抗Ｒ６２とＲ６１との接続点、ＰＮＰトランジスタＱ６２のコレクタ端子と抵抗Ｒ６４との接続点の一方が本発明の「第１の回路の中間点」に対応し、他方が本発明の「第２の回路の中間点」に対応する。
【００３６】
次に、本実施の形態の動作を説明する。
［期間Ｉ］（保持回路がオフ状態にある期間）
単極単投スイッチＳ６１がオフとなっているとともに、保持回路がオフ状態にある時点で、直流電源装置（一次電池）Ｂが電源スイッチ回路１０に接続されたものとする。
この時、ＰＮＰトランジスタＱ６２とＮＰＮトランジスタＱ６１は非導通状態となっている。このため、コンデンサＣ６１は、抵抗Ｒ６５、Ｒ６４、Ｒ６３を介して充電されている。コンデンサＣ６１の電位は、電源電圧Ｖ１にほぼ等しい。
［期間ＩＩ］（単極単投スイッチＳ１１がオンされている期間）
保持回路がオフ状態にある時点で、単極単投スイッチＳ６１がオンされると、コンデンサＣ６１は、抵抗Ｒ６２及びＰＮＰトランジスタＱ６２のエミッタ端子−ベース端子、単極単投スイッチＳ６１、抵抗Ｒ６６を介して放電する。これにより、ＰＮＰトランジスタＱ６２が導通状態となる。ＰＮＰトランジスタＱ６２が導通状態となると、ＮＰＮトランジスタＱ６１も導通状態となる。
したがって、保持回路は、ＰＮＰトランジスタＱ６２とＮＰＮトランジスタＱ６１が共に導通状態となるオン状態に制御される。
［期間ＩＩＩ］（単極単投スイッチＳ１１がオフされている期間）
保持回路がオン状態となった後の時点で、単極単投スイッチＳ６１がオフされると、コンデンサＣ６１は、導通状態となっているＰＮＰトランジスタＱ６２、抵抗Ｒ６５を介して放電する。
［期間ＩＶ］（単極単投スイッチＳ１１がオンされている期間）
保持回路がオン状態となっているとともに単極単投スイッチＳ６１がオフされている時点で、単極単投スイッチＳ６１がオンされると、コンデンサＣ６１は、抵抗Ｒ６６、単極単投スイッチＳ６１、抵抗Ｒ６１、導通状態となっているＮＰＮトランジスタＱ６１のコレクタ端子−エミッタ端子を介して充電される。これにより、ＰＮＰトランジスタＱ６２が非導通状態となる。ＰＮＰトランジスタＱ６２が非導通状態となると、ＮＰＮトランジスタＱ６１も非導通状態となる。
したがって、保持回路は、ＰＮＰトランジスタＱ６２とＮＰＮトランジスタＱ６１が共に非導通状態となるオフ状態に制御される。
保持回路がオフ状態となった後の時点で、単極単投スイッチＳ６１がオフされると、コンデンサＣ６１は、抵抗Ｒ６５、Ｒ６４、Ｒ６３を介して充電され、期間Ｉと同じ状態となる。
【００３７】
本実施の形態においても、第１の実施の形態や第２の実施の形態と同様に、保持回路（ラッチ回路）を構成する、ＰＮＰトランジスタＱ６２と抵抗Ｒ６４及びＲ６３の直列回路と、抵抗Ｒ６２及びＲ６１とＮＰＮトランジスタＱ６１の直列回路と、直流電源装置Ｂの正極端子の間に、単極単投スイッチと抵抗とコンデンサにより構成される制御回路を接続している。そして、保持回路がオフ状態で単極単投スイッチＳ６１がオフされると、抵抗Ｒ６４とＲ６３を介してコンデンサＣ６１が充電され、保持回路がオン状態で単極単投スイッチＳ６１がオフされると、導通状態となっているＰＮＰトランジスタＱ６２を介してコンデンサＣ６１が放電され、保持回路がオン状態で単極単投スイッチＳ６１がオンされると、導通状態となっているＮＰＮトランジスタＱ６１と抵抗Ｒ６１を介してコンデンサＣ６１が充電されるように構成されている。これにより、保持回路（ラッチ回路）を構成する部品を制御回路のコンデンサを充電あるいは放電するための部品として兼用することができ、部品の数を大幅に低減することができる。さらに、制御回路をトランジスタを用いることなく構成することができるため、回路構成を大幅に簡略化することができる。
【００３８】
本発明は、実施の形態で説明した構成に限定されず、種々の変更、追加、削除が可能である。
本発明は、実施の形態で説明した各構成を適宜組み合わせて用いることができる。例えば、制御回路の制御する態様としては、コンデンサの充電動作によって少なくとも一方の種類のトランジスタを導通状態とし、コンデンサの放電動作によって少なくとも一方の種類のトランジスタを非導通とする制御態様、あるいは、コンデンサの放電動作によって少なくとも一方の種類のトランジスタを導通状態とし、コンデンサの充電動作によって少なくとも一方の種類のトランジスタを非導通とする制御態様のいずれかを用いることができる。また、制御回路の配設態様としては、第１の回路の中間点、第２の回路の中間点と第１の電源端子の間に配設する態様、あるいは、第１の回路の中間点、第２の回路の中間点と第２の電源端子の間に配設する態様のいずれかを用いることができる。また、各部品の値の設定に対する許容範囲を広くするためにコンデンサの放電電流が流れる方向を制限する電流阻止手段を設ける態様や、切り忘れによる直流電源装置の無駄な電力消費を抑えるために、強制停止回路によって保持回路を強制的にオフ状態に切り替える制御態様も適宜選択して用いることができる。
また、保持回路（ラッチ回路）の構成は、実施の形態で説明した構成に限定されない。
また、制御回路の構成は、実施の形態で説明した構成に限定されない。
また、本発明の電源スイッチ回路は、一次電池以外の直流電源装置から負荷に電力を供給する場合にも用いることができる。
【００３９】
なお、本発明は、「（態様１）請求項１〜４のいずれかに記載の電源スイッチ回路であって、保持回路の第１及び第２の種類のトランジスタの少なくとも一方のトランジスタを非導通状態とする強制停止回路を備えている電源スイッチ回路。」として構成することができる。
強制停止回路は、通常時には、保持回路の状態に影響を与えないが、予め定められている条件が満足された時（例えば、保持回路が設定時間以上オン状態を保持している時）に動作して、保持回路の第１及び第２の種類のトランジスタの少なくとも一方を非導通状態にする。強制停止回路は、保持回路が設定時間以上オン状態を保持していることを判別した時に制御信号を出力するＣＰＵ（処理装置）からの出力信号によって作動するように構成されるのが好ましい。強制停止回路は、典型的には、通常時には、高インピーダンスを有し、ＣＰＵからの出力信号によって動作する時には、低インピーダンスとなり、少なくとも一方のトランジスタのベース端子−エミッタ端子を流れる電流をバイパスするように構成されるのが好ましい。
本実施の形態を用いることにより、電源スイッチ回路の切り忘れによる直流電源装置の無駄な電力消費を防止することができる。
また、本発明は、「直流電源装置と、負荷と、直流電源装置の電力を負荷に供給するオン状態あるいは直流電源装置の電力の負荷への供給を停止するオフ状態に設定される電源スイッチ回路を備える電気装置であって、電源スイッチ回路として請求項１〜４、態様１のいずれかに記載の電源スイッチ回路を用いた電気装置。」として構成することができる。
直流電源装置と、電源スイッチ回路と、負荷（電力消費装置）を備える電気装置には、例えば、壁に覆われている鉄筋や梁、地中に埋設されている配管等を検出する検出回路を備える埋設物検出装置、作業工具を駆動するモータを備える電動工具等が含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す図である。
【図２】第１の実施の形態の各部の波形を示す図である。
【図３】第１の実施の形態の第１の変更例を示す図である。
【図４】第１の実施の形態の第２の変更例を示す図である。
【図５】第１の実施の形態の第３の変更例を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態を示す図である。
【図７】第２の実施の形態の各部の波形を示す図である。
【図８】第３の実施の形態を示す図である。
【図９】従来例を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
Ｂ  直流電源装置
１０、２０、３０、４０、５０、６０、１１０  電源スイッチ回路
１１、２１、３１、４１、５１、６１、１１１  制御回路
Ｑ１１、Ｑ２１、Ｑ３１、Ｑ３３、Ｑ４１、Ｑ４３、Ｑ５１、Ｑ６２、Ｑ１１１  ＰＮＰトランジスタ
Ｑ１２、Ｑ２２、Ｑ２３、Ｑ３２、Ｑ３４、Ｑ４２、Ｑ４４、Ｑ５２、Ｑ６１、Ｑ１１２、Ｑ１１３  ＮＰＮトランジスタ
Ｒ１１〜Ｒ１６、Ｒ２１〜Ｒ２７、Ｒ３１〜Ｒ３７、Ｒ４１〜Ｒ４８、Ｒ５１〜Ｒ５６、Ｒ６１〜ＲＲ６８、Ｒ１１１〜Ｒ１１８  抵抗
Ｃ１１、Ｃ２１、Ｃ２２、Ｃ３１、Ｃ３２、Ｃ４１、Ｃ４２、Ｃ５１、Ｃ６１、Ｃ１１１  コンデンサ
Ｓ１１、Ｓ２１、Ｓ３１、Ｓ４１、Ｓ５１、Ｓ６１、Ｓ１１１  単極単投スイッチ（ＳＰＳＴスイッチ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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