(57)【要約】【課題】  大容量キャパシタ０１を搭載した携帯機器において、携帯機器の主電池０４の電圧降下を生じさせることなく、大容量キャパシタ０１を充電することができる電源回路を提供する。【解決手段】  大容量キャパシタ０１の充電をパルス充電とし、且つ充電中の携帯機器の主電池０４の電圧状況をもとに充電のパルス幅、周期、期間等を変更する。充電制御部１５は、電池電圧検出部１３が検出した主電池０４の電圧に応じて、スイッチをオンさせて主電池０４と大容量キャパシタ０１とを接続するオン時間、スイッチをオンさせる周期、および／もしくはその継続時間を制御する。【選択図】    図１
2007028744.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
携帯機器の電源回路であって、
前記携帯機器の主電力を供給する主電池と、
前記主電池からの電荷を蓄積し、前記携帯機器の終了処理を行うための電力を供給する大容量キャパシタと、
前記主電池と前記大容量キャパシタとの接続を電気的に制御する第１のスイッチと、
前記第１のスイッチの動作を制御することにより、前記大容量キャパシタの充電条件を制御する充電制御部と、
前記主電池の電圧を検出する電池電圧検出部とを有し、
前記充電制御部は、前記電池電圧検出部が検出した前記主電池の電圧に応じて前記第１のスイッチの動作を制御し、前記大容量キャパシタの充電制御を行う、携帯機器の電源回路。
【請求項２】
前記充電制御部は、前記電池電圧検出部が検出した前記主電池の電圧に応じて、前記第１のスイッチをオンさせて前記主電池と前記大容量キャパシタとを接続するオン時間、前記第１のスイッチをオンさせる周期、および／もしくはその継続時間を制御する、請求項１に記載の携帯機器の電源回路。
【請求項３】
前記充電制御部は、前記主電池の電圧が所定の電圧より大きい場合、前記第１のスイッチをオンさせるオン時間を、それまで行っていた充電における前記第１のスイッチをオンさせるオン時間よりも長い時間に設定する、請求項２に記載の携帯機器の電源回路。
【請求項４】
前記充電制御部は、前記主電池の電圧が所定の電圧より大きい場合、前記第１のスイッチをオンさせる周期を、それまで行っていた充電における前記第１のスイッチをオンさせる周期よりも短い周期に設定する、請求項２または３に記載の携帯機器の電源回路。
【請求項５】
前記充電制御部は、前記大容量キャパシタの充電が完了後、前記第１のスイッチをオンさせた状態とする、請求項１から４のいずれかに記載の携帯機器の電源回路。
【請求項６】
更に、前記主電池が前記携帯機器に搭載されていない状態もしくは前記主電池の電圧がゼロの状態で、前記携帯機器に搭載されたメモリのバックアップに使用する電力を供給する副電池と、
前記メモリのある回路と前記副電池との接続を電気的に制御する第２のスイッチと、
前記主電池、前記大容量キャパシタ、および前記副電池からの電力供給を制御するバックアップ制御部とを有し、
前記バックアップ制御部は、前記電池電圧検出部が検出した前記主電池の電圧が所定の電圧を下回ったとき、前記第２のスイッチをオフさせて前記副電池と前記メモリのある回路とを切断する、請求項５に記載の携帯機器の電源回路。
【請求項７】
前記バックアップ制御部は、前記電池電圧検出部が検出した前記主電池の電圧がゼロとなったとき、前記第２のスイッチをオンさせて前記副電池と前記メモリのある回路とを接続する、請求項６に記載の携帯機器の電源回路。
【請求項８】
前記大容量キャパシタは電気二重層コンデンサである、請求項１から７のいずれかに記載の携帯機器の電源回路。
【請求項９】
携帯機器であって、
前記携帯機器の主電力を供給する主電池と、
前記主電池からの電荷を蓄積し、前記携帯機器の終了処理を行うための電力を供給する大容量キャパシタと、
前記主電池と前記大容量キャパシタとの接続を電気的に制御する第１のスイッチと、
前記第１のスイッチの動作を制御することにより、前記大容量キャパシタの充電条件を制御する充電制御部と、
前記主電池の電圧を検出する電池電圧検出部とを含む電源回路を有し、
前記充電制御部は、前記電池電圧検出部が検出した前記主電池の電圧に応じて前記第１のスイッチの動作を制御し、前記大容量キャパシタの充電制御を行う、携帯機器。
【請求項１０】
前記充電制御部は、前記電池電圧検出部が検出した前記主電池の電圧に応じて、前記第１のスイッチをオンさせて前記主電池と前記大容量キャパシタとを接続するオン時間、前記第１のスイッチをオンさせる周期、および／もしくはその継続時間を制御する、請求項９に記載の携帯機器。
【請求項１１】
更に前記電源回路は、
前記主電池が前記携帯機器に搭載されていない状態もしくは前記主電池の電圧がゼロの状態で、前記携帯機器に搭載されたメモリのバックアップに使用する電力を供給する副電池と、
前記メモリのある回路と前記副電池との接続を電気的に制御する第２のスイッチと、
前記主電池、前記大容量キャパシタ、および前記副電池からの電力供給を制御するバックアップ制御部とを有し、
前記バックアップ制御部は、前記電池電圧検出部が検出した前記主電池の電圧が所定の電圧を下回ったとき、前記第２のスイッチをオフさせて前記副電池と前記メモリのある回路とを切断する、請求項１０に記載の携帯機器。
【請求項１２】
前記バックアップ制御部は、前記電池電圧検出部が検出した前記主電池の電圧がゼロとなったとき、前記第２のスイッチをオンさせて前記副電池と前記メモリのある回路とを接続する、請求項１１に記載の携帯機器。
【請求項１３】
大容量キャパシタを搭載した携帯機器における大容量キャパシタの充電方法であって、
前記携帯機器は、前記大容量キャパシタと、前記携帯機器の主電力を供給する主電池と、前記主電池と前記大容量キャパシタとの接続を電気的に制御する第１のスイッチと、前記大容量キャパシタの充電条件を制御する充電制御部と、前記主電池の電圧を検出する電池電圧検出部とを有し、
前記電池電圧検出部が前記主電池の電圧を検出するステップと、
前記充電制御部が、前記主電池の電圧に応じて前記第１のスイッチの動作を制御して、前記第１のスイッチをオンさせて前記主電池と前記大容量キャパシタとを接続するオン時間、前記第１のスイッチをオンさせる周期、および／もしくはその継続時間を制御するステップとを含む
大容量キャパシタの充電方法。
【請求項１４】
前記充電制御部が、前記主電池の電圧に応じて前記第１のスイッチの動作を制御するステップにおいて、
前記充電制御部は、前記主電池の電圧が所定の電圧より大きい場合、前記第１のスイッチをオンさせるオン時間を、それまで行っていた充電における前記第１のスイッチをオンさせるオン時間よりも長い時間に設定する、請求項１３に記載の大容量キャパシタの充電方法。
【請求項１５】
前記充電制御部が、前記主電池の電圧に応じて前記第１のスイッチの動作を制御するステップにおいて、
前記充電制御部は、前記主電池の電圧が所定の電圧より大きい場合、前記第１のスイッチをオンさせる周期を、それまで行っていた充電における前記第１のスイッチをオンさせる周期よりも短い周期に設定する、請求項１３または１４に記載の大容量キャパシタの充電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯機器の電源回路に関し、より詳細には、電気二重層コンデンサに代表される大容量キャパシタを搭載した携帯機器における電源回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯機器における電池交換は、携帯機器を適切に終了させる前に使用者が誤って電池を取り外すことにより、携帯機器内部にある記憶部の情報が破損することがあった。
【０００３】
また近年、様々な機能を実現するために処理能力の高いＣＰＵを搭載する携帯機器も増えてきており、これらには、動作中に電池が抜き出されることにより、処理作業内容が全て喪失されるものが多い。
【０００４】
このため、使用者が容易に電池交換が行えないように、蓋にねじ構造を設ける等の対策がなされていた。
【０００５】
しかし、ねじ構造のような機構的対策は、製造コストを増大させ、蓋を破損しやすくする等の不具合の原因となる。このため別の方法として、電気二重層コンデンサに代表される大容量キャパシタ等を携帯機器に搭載し、その電力を使用して携帯機器を一時的に動作可能にする方法が開示されている。（例えば特許文献１参照）
【特許文献１】特開２０００−６９６９１公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記文献において、大容量キャパシタを充電するための電力は、携帯機器に搭載した電池から供給する。一般的に大容量キャパシタは静電容量が非常に高いため、充電開始直後の大容量キャパシタへの突入電流は非常に大きい。このため、突入電流と電池の内部抵抗により電池に電圧降下が生じて回路が誤動作を起こし、障害を発生する恐れがあった。
【０００７】
本発明は、上記のような問題を鑑みて、電気二重層コンデンサに代表される大容量キャパシタを搭載した携帯機器において、携帯機器の電池の電圧降下を生じさせることなく、大容量キャパシタを充電することができる電源回路、および前記電気二重層コンデンサの充電方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明は、携帯機器の電源回路であって、携帯機器の主電力を供給する主電池と、主電池からの電荷を蓄積し、携帯機器の終了処理を行うための電力を供給する大容量キャパシタと、主電池と大容量キャパシタとの接続を電気的に制御する第１のスイッチと、第１のスイッチの動作を制御することにより、大容量キャパシタの充電条件を制御する充電制御部と、主電池の電圧を検出する電池電圧検出部とを有し、充電制御部は、電池電圧検出部が検出した主電池の電圧に応じて前記第１のスイッチの動作を制御し、大容量キャパシタの充電制御を行う、携帯機器の電源回路を提供する。また、この電源回路を有する携帯機器を提供する。
【０００９】
この際、充電制御部は、電池電圧検出部が検出した主電池の電圧に応じて、第１のスイッチをオンさせて主電池と大容量キャパシタとを接続するオン時間、第１のスイッチをオンさせる周期、および／もしくはその継続時間を制御するものとする。
【００１０】
例えば充電制御部は、主電池の電圧が所定の電圧より大きい場合、第１のスイッチをオンさせるオン時間を、それまで行っていた充電における第１のスイッチをオンさせるオン時間よりも長い時間に設定する、および／もしくは、第１のスイッチをオンさせる周期を、それまで行っていた充電における第１のスイッチをオンさせる周期よりも短い周期に設定するものとする。
【００１１】
また充電制御部は、大容量キャパシタの充電が完了後、第１のスイッチを継続してオンさせた状態にするものとする。
【００１２】
また本発明の電源回路は更に、主電池が携帯機器に搭載されていない状態もしくは主電池の電圧がゼロの状態で、携帯機器に搭載されたメモリのバックアップに使用する電力を供給する副電池と、メモリのある回路と副電池との接続を電気的に制御する第２のスイッチと、主電池、大容量キャパシタ、および副電池からの電力供給を制御するバックアップ制御部とを有し、バックアップ制御部は、電池電圧検出部が検出した主電池の電圧が所定の電圧を下回ったとき、第２のスイッチをオフさせて副電池とメモリのある回路とを切断するものとする。
【００１３】
この際バックアップ制御部は、電池電圧検出部が検出した主電池の電圧がゼロとなったとき、第２のスイッチをオンさせて副電池とメモリのある回路とを接続するものとする。
【００１４】
尚、本発明による大容量キャパシタは、例えば電気二重層コンデンサとする。
【００１５】
また本発明は、大容量キャパシタを搭載した携帯機器における大容量キャパシタの充電方法を提供する。具体的には、電池電圧検出部が主電池の電圧を検出するステップと、充電制御部が、主電池の電圧に応じて第１のスイッチの動作を制御して、第１のスイッチをオンさせて主電池と大容量キャパシタとを接続するオン時間、第１のスイッチをオンさせる周期、および／もしくはその継続時間を制御するステップとを含む大容量キャパシタの充電方法とする。
【００１６】
ここで、充電制御部が主電池の電圧に応じて第１のスイッチの動作を制御するステップにおいて、充電制御部は、主電池の電圧が所定の電圧より大きい場合、第１のスイッチをオンさせるオン時間を、それまで行っていた充電における第１のスイッチをオンさせるオン時間よりも長い時間に設定する、および／もしくは、第１のスイッチをオンさせる周期を、それまで行っていた充電における第１のスイッチをオンさせる周期よりも短い周期に設定するものとする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、電気二重層コンデンサに代表される大容量キャパシタを搭載した携帯機器において、大容量キャパシタの充電をパルス充電とし、且つ充電中の携帯機器の電池電圧の状況をもとに充電のパルス幅、周期、期間（充電の継続期間）等を変更するため、充電時の突入電流により電池が急激に電圧降下を生じることは無い。結果、大容量キャパシタの充電によって携帯機器の内部にある回路が誤動作を起こすことは無く、信頼性の高い携帯機器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
【実施例】
【００１９】
本発明を、図１から図４をもとに説明する。
【００２０】
図１は大容量キャパシタを使用した電源回路周辺の構成図である。この電源回路、および周辺回路は、電池駆動の携帯機器に搭載されているものとする。
【００２１】
図中、０１は大容量キャパシタ、０２はメイン電源、０３はスイッチ（第１のスイッチに相当する）、０４は主電池、０５は過電圧保護回路、０６はスイッチ、０７はサブ電源、０８は負荷側回路、０９は電源制御回路、１０は副電池、１１はスイッチ（第２のスイッチに相当する）、１２は過放電防止回路、１３は電池電圧検出回路（電池電圧検出部に相当する）、１４はバックアップ制御回路（バックアップ制御部に相当する）、１５は充電制御回路（充電制御部に相当する）、１６はＣＰＵ、１７はメモリである。
【００２２】
大容量キャパシタ０１は、メイン電源０２の出力側にスイッチ０３を介して接続される。この大容量キャパシタ０１は、機器の動作中に主電池０４が抜かれた場合や電池残量が少なくなった際に、終了処理を行う電力を補うためのものである。大容量キャパシタ０１としては、例えば電気二重層コンデンサを使用することができる。
【００２３】
第１のスイッチに相当するスイッチ０３は、大容量キャパシタ０１の充電制御や回路との切断、接続を電気的に制御するためのものである。尚、実際の充電制御は、充電制御部に相当する充電制御回路１５により行われる。
【００２４】
過電圧保護回路０５は、大容量キャパシタ０１を充電する際の印加電圧を監視し、ノイズなどの過電圧から大容量キャパシタ０１を保護するための回路である。
【００２５】
スイッチ０６は、メイン電源０２と負荷側回路０８を切断するためのものである。
【００２６】
メイン電源０２は、携帯機器の動作時など消費電流が大きな場合に使用する他、大容量キャパシタ０１の充電を行う。一方、サブ電源０７は、負荷側回路０８と常時接続されており、電池挿入直後や待機時など消費電流が小さい場合に使用する。
【００２７】
メイン電源０２とサブ電源０７を携帯機器の動作状態により切り換えることで、限られた電池容量を有効に効率的に使う仕組みを実現している。この電源０２とサブ電源０７の切り換えは、負荷側回路０８にある電源制御回路０９にて行う。
【００２８】
副電池１０は、主電池０４の交換時等でメモリ１７の内容をバックアップするときに使用する電力源として搭載されている。この副電池１０は、第２のスイッチに相当するスイッチ１１を介して負荷側回路０８と接続される。
【００２９】
過放電防止回路１２は、副電池１０の過放電を防止するためのものである。
【００３０】
電池電圧検出部に相当する電池電圧検出回路１３は、主電池０４の電池電圧を常時監視する。そして、電池残量が少なくなった場合や挿抜が行われた場合など主電池０４の状態が変化した際、バックアップ制御部に相当するバックアップ制御回路１４に割り込みをかける機能を有する。
【００３１】
次に、主電池挿入時に行われる大容量キャパシタ０１の充電動作について、図３の流れ図を用いて説明する。
【００３２】
まず、主電池０４を携帯機器に挿入する（Ｓ１）。電池電圧検出回路１３は主電池０４の電圧状態変化を検出し、これにより主電池が携帯機器に挿入されたか否かを検出する（Ｓ２）。そして電池電圧検出回路１３は、検出電圧に応じてバックアップ制御回路に対して割り込みを行う。この割り込みには、主電池０４の電池残量がゼロを示すＤＥＴ１、電池残量が所定の値以上（すなわち電池残量が残り少ないことを示す値以上）であることを示すＤＥＴ２の２種類がある。
【００３３】
バックアップ制御回路１４は、検出電圧がＤＥＴ２以上という割り込みを受けた時点で、携帯機器の起動のための準備を開始する。すなわちバックアップ制御回路１４は、この割り込みによってサブ電源０７により動作を開始する（Ｓ３）。そして電源制御回路０９に対して割り込みを発生してサブ電源０７からメイン電源０２に切替え（Ｓ４）、大容量キャパシタ０１の充電処理に入る（Ｓ５）。充電方法については詳細に後述する。
【００３４】
大容量キャパシタ０１の充電終了後、携帯機器の起動処理を行う（Ｓ６）。この際、大容量キャパシタ０１は、携帯機器の終了処理に備えるため、回路に接続したままとする。
【００３５】
次に、大容量キャパシタ０１の充電方法について説明する。
【００３６】
大容量キャパシタ０１は、充電開始前はスイッチ０３により回路から切断された状態となっている。これは、大容量キャパシタ０１の静電容量が非常に大きく、電圧を印加すると充電開始直後の突入電流が大きく、主電池０４の電圧降下が起こって電池電圧検出回路１３が誤検出する恐れがあるためである。そのため本発明では、初期的な充電として、初めは突入電流が小さくなるように比較的緩やかな条件でスイッチ０３を制御し、大容量キャパシタ０１の充電による主電池０４の電圧降下を抑制している。そして大容量キャパシタ０１にある程度電荷が蓄積された後は、主電池０４の電圧に応じてスイッチ０３の動作を制御し、充電条件を制御する。
【００３７】
このスイッチ０３の動作の一例を図２に示す。図中、横軸は時間であり、パルス幅は、スイッチ０３をオンして大容量キャパシタ０１に充電を行う時間を示す。
【００３８】
主電池０４を接続すると、最初に電池電圧検出回路１３にて主電池０４の電圧の確認を行う。検出電圧がＤＥＴ２以上であれば、主電池が正しく挿入され、かつ電池残量が十分であると判断し、充電を開始する。ＤＥＴ２以下であれば、電池残量不十分と判断し充電を行わない。
【００３９】
この充電は、主電池０４の電池残量（電圧）を考慮し、大容量キャパシタ０１への電荷の蓄積状況を加味し、（Ａ）スイッチ０３をオン、オフするパルス幅、（Ｂ）パルスの周期、（Ｃ）充電時間の組み合わせにより行う。本実施例では、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を組み合わせて、３段階に分けて充電制御を行っている。
【００４０】
まず１段階目として、主電池０４接続後、Ｔ２時間は、周期Ｆ１でパルス幅Ｔ１時間の電圧を印加する充電制御を行う（図中のＣＨＧ０）。初めは、大容量キャパシタ０１は電荷がゼロである。このため、図のように、周期Ｆ１に対してパルス幅を非常に短い幅とすることで、単位時間あたりの平均電流を小さくする。これにより大容量キャパシタ０１への突入電流を制御し、回路中の他の要素の誤動作や故障を防止している。
【００４１】
次に２段階目として、周期Ｆ２、パルス幅Ｔ３時間でＴ４時間の期間パルス充電を行う（図中のＣＨＧ１）。１段目（ＣＨＧ０）の充電により、大容量キャパシタ０１にはある程度の電荷が蓄積されている。このため、パルス幅はＴ１より大きいＴ３とし、周期Ｆ２はＦ１より短いＦ２とし、Ｔ２より長いＴ４期間の間、充電を行う。これにより、主電池０４の電圧降下を抑制しながら単位時間あたりの充電電流を増加させ、効率良く充電を行うことができる。
【００４２】
大容量キャパシタ０１には、２段階目を終了した時点で、１段階目が終了した時点よりも更に多くの電荷が蓄積されている。ここで３段階目に移行するのだが、その前に、主電池０４の電圧を再度確認する。これは、１段階目から２段階目で行ったような充電時間短縮のための充電電流の増加（パルス幅を大きくして周期を短くする）を、３段階目でも実行可能であるか否かを、主電池０４の電圧状態に応じて判断するためである。
【００４３】
１段目と２段目の充電（ＣＨＧ０、ＣＨＧ１）は、主電池０４にとっては疑似負荷の役目をしている。よって、２段階目が終了した時点で、主電池０４の検出電圧がある程度の値を保っていれば（例えば、ＤＥＴ２以上であれば）、主電池０４の電池残量が十分あると判断できる。この場合、２段目（ＣＨＧ１）よりパルス幅を大きく設定しても、主電池０４に急激な電圧降下は発生しない。よって、２段目（ＣＨＧ１）と同じ周期Ｆ２で、より大きなパルス幅Ｔ５時間で、Ｔ６時間の期間パルス充電を行うことが可能である（ＣＨＧ２）。
【００４４】
主電池０４の検出電圧がＤＥＴ２以下であれば、１段目と２段目の充電（ＣＨＧ０、ＣＨＧ１）により電池残量が少なくなっていると判断できる。そのため、主電池０４に急激な電圧降下が発生しないよう、２段目（ＣＨＧ１）と同じ周期、パルス幅のまま、最も長いＴ７時間かけて充電を行う（ＣＨＧ３）。
【００４５】
従って、大容量キャパシタ０１の充電時間は、主電池０４の電圧により（Ｔ２＋Ｔ４＋Ｔ６）時間または（Ｔ２＋Ｔ４＋Ｔ７）時間のいずれかとなる。
【００４６】
このような充電制御方法により、主電池の電池残量が十分な場合、すなわち３段目でＣＨＧ２の充電を行った場合には、充電時間を短縮することができる（Ｔ６はＴ７より短いため）。また、電池残量が少ない場合には、２段目と同じ条件でそのまま充電をおこなうため急激な電圧降下を起こすことなく充電を行うことができ、且つ主電池の電池容量をぎりぎりまで使用した充電が可能となる。
【００４７】
大容量キャパシタ０１は、充電終了後、スイッチ０３をオンの状態で固定して回路に常時接続し、携帯機器の終了処理に備える。なお、大容量キャパシタ０１の充電途中（ＣＨＧ０、ＣＨＧ１、ＣＨＧ２、ＣＨＧ３）で電池残量ゼロを示す電圧ＤＥＴ１以下となった場合には、直ちに充電を中止し、それ以降、携帯機器の起動を行わないように動作を停止する。
【００４８】
尚、１段目（ＣＨＧ０）で使用した充電時間Ｔ２、周期Ｆ１、パルス幅Ｔ１、および２段目（ＣＨＧ１）で使用したＴ４時間、周期Ｆ２、パルス幅Ｔ３といったパラメータは、図２の充電パターンのように、この充電が携帯機器の主電池０４の疑似負荷となるように、主電池０４が急激な電圧降下を起こさないように、使用する主電池０４および大容量キャパシタ０１の種類に応じて決定すればよい。
【００４９】
また本実施例では、初期的な充電である主電池０４の疑似負荷となるような充電を、ＣＨＧ０とＣＨＧ１の２段階で行っているが、これに限らない。例えば、ＣＨＧ０の充電パターンで、充電時間を長くすることで１段階だけ行うようにしてもよいし、何段階にも分けて、少しずつ負荷を増加させるようにして充電を行ってもよい。つまり、充電を行うための電池残量が十分であるか否かを判断できる条件であれば良い。
【００５０】
また、３段目であるＣＨＧ２で使用した使用した充電時間Ｔ６、周期Ｆ２、パルス幅Ｔ５、およびＣＨＧ３で使用した充電時間Ｔ７、周期Ｆ２、パルス幅Ｔ３は、図２の充電パターンのように、主電池０４の電圧に応じて、使用する主電池および大容量キャパシタの種類に応じて決定すればよい。
【００５１】
尚、ＣＨＧ２で使用した充電時間Ｔ６、ＣＨＧ３で使用した充電時間Ｔ７は、大容量キャパシタの充電が完了する時間、すなわち大容量キャパシタと主電池の電圧が等しくなる時間と定義することもできる。このため、Ｔ６やＴ７として固定時間を設定するのではなく、主電池や大容量キャパシタの電圧を測定することで充電の完了を決定するようにしてもよい。
【００５２】
また本実施例では、充電開始時と２段目の終了時（３段階目に移行する際）に主電池０４の電圧を確認しているが、主電池確認のタイミングはこれに限らない。例えば、１段階目の終了時にも確認するようにし、３段階目に移行する際に行っているように、次に行う充電条件の設定に反映させるようにしてもよい。
【００５３】
次に副電池１０について説明する。充電制御回路１５は、大容量キャパシタ０１の充電が終了すると、ＣＰＵ１６に割り込みを発生し、携帯機器本体の起動を開始する。ここまでの状態において、副電池１０はスイッチ１１により回路から切断されている。
【００５４】
副電池１０は、携帯機器の終了動作後、メモリ１７内の情報を保持しつづけるため、バックアップするための電力源として用いられ、主電池０４から切り換えて使用される。副電池１０としては、携帯機器等においては機器に内蔵され、繰り返し使用可能な二次電池を使用する場合が多い。このため形状としては、薄型、小型のものを使用することが多い。
【００５５】
これらの二次電池は過放電に非常に弱く、最悪の場合、一度の過放電により寿命に至る場合がある。先に説明したように、大容量キャパシタ０１の充電中及び携帯機器の起動中、終了処理中といった最も消費電流の多い状態においては、電源電圧が副電池電圧より低下する可能性があり、副電池１０が回路に接続されていると負荷側に流れ込む可能性がある。そのため、副電池１０を回路より切断することで過放電から保護している。
【００５６】
副電池１０は、携帯機器が最も消費電流が小さい待機状態に移行した時点で、スイッチ１１をオンにして、回路に接続する。この際、電源は、効率良く主電池の電力を使用するために、メイン電源０２からサブ電源０７に切り換える。副電池１０は、この時点から充電を開始し、一定時間の後、充電を終了する。副電池１０は、充電終了後はそのまま回路に接続された状態となっている。なお、大容量キャパシタ０１の充電途中、機器の起動途中、ならびに待機状態に移行する前に電池電圧検出回路１３にてＤＥＴ１を検出した場合には、副電池１０は回路に接続されず、そのまま機器の終了処理を行う。これは、副電池１０は未充電のためメモリ１７をバックアップできない状態にあり、回路に接続する必要がないためである。
【００５７】
次に、主電池０４交換時の電源回路の動作について、図４を用いて説明する。
【００５８】
副電池１０の充電が完了し、メモリ１７のバックアップが可能となった状態において、電池電圧検出回路１３にて検出電圧ＤＥＴ２を検出する（Ｓ１１）と、バックアップ制御回路１４はスイッチ１１をオフにして副電池１０を回路から一時切断する（Ｓ１２）。
【００５９】
携帯機器の終了処理は、ＤＥＴ１を検出してから開始する。しかし、副電池１０が接続されたままの状態で主電池０４が抜かれた場合、メイン電源０２の出力電圧は、主電池０４が抜かれた時点から降下を開始するため、副電池１０の電圧より低くなった時点で副電池から電流が流れ出すこととなる。このため、最悪の場合、副電池１０が過放電により破損する可能性があり、メモリのバックアップも不可能となる。これを防ぐため、ＤＥＴ２をトリガにして副電池１０を回路より一時切断し、携帯機器の終了処理に備える。すなわち、電池電圧検出回路１３にて検出電圧ＤＥＴ１を検出した時点で（Ｓ１３）、終了処理を開始し（Ｓ１４）、終了処理の完了後、最も消費電流の小さい待機状態となった時点（Ｓ１５）で副電池１０を回路に接続し（Ｓ１６）、メモリのバックアップ状態に入る（Ｓ１７）。
【００６０】
電池電圧検出回路１３は、ＤＥＴ２、及びＤＥＴ１を検出した際に主電池０４が抜かれたのか、または電池残量が少なくなって検出したのかが判定ができない。一般的な回路においては、主電池０４が接続された状態でＤＥＴ１が検出された場合、すなわち電池残量が少なくなった場合、主電池０４から供給が継続されているため、各種終了処理を行うために十分な時間が確保できる。しかし、主電池０４が携帯機器から抜かれた場合、電源の供給元がなくなるため、電源電圧は急速に降下し、携帯機器は動作不能となってしまう。そこで本発明では、大容量キャパシタ０１が主電池０４を携帯機器から抜いた場合における第２の動力源となる。すなわち大容量キャパシタ０１は、主電池０４が抜かれた時点から放電を開始し、その電力により携帯機器は終了処理を行う。
【００６１】
このように本発明によれば、大容量キャパシタを搭載した携帯機器において、大容量キャパシタの充電をパルス充電とし、且つ充電中の携帯機器の電池電圧の状況をもとに充電のパルス幅、周期、充電時間等を変更するため、携帯機器の電池が急激に電圧降下を生じる事は無い。すなわち、携帯機器内部の回路に支障をきたさずに、大容量キャパシタを充電することができる。
【００６２】
また本発明によれば、主電池の電圧状態により、メモリバックアップ用の副電池とメモリバックアップ回路との接続の是非を決定しているため、主電池を携帯機器から抜き取られることで副電池から電流が流れて副電池が破損する等を防止することができ、確実にメモリのバックアップを行うことができる。
【００６３】
すなわち本発明の電源回路を搭載した携帯機器は、大容量キャパシタの充電時のリスク（携帯機器の電池の急激な電圧降下や回路の破損）が防止され、且つ、主電池を携帯機器から抜き取られた場合にも適切に携帯機器の終了処理を行うことができ、かつメモリバックアップを行うことができる信頼性の高い携帯機器である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】大容量キャパシタ０１を使用した電源回路周辺の構成図である。
【図２】スイッチ０３の動作の一例を示す図である。
【図３】大容量キャパシタ０１の充電動作の流れを示す流れ図である。
【図４】主電池０４交換時の電源回路の動作を示す流れ図である。
【符号の説明】
【００６５】
０１  大容量キャパシタ
０２  メイン電源
０３  スイッチ
０４  主電池
０５  過電圧保護回路
０６  スイッチ
０７  サブ電源
０８  負荷側回路
０９  電源制御回路
１０  副電池
１１  スイッチ
１２  過放電防止回路
１３  電池電圧検出回路
１４  バックアップ制御回路
１５  充電制御回路
１６  ＣＰＵ
１７  メモリ
【図１】
2007028744.tif 000003
【図２】
2007028744.tif 000004
【図３】
2007028744.tif 000005
【図４】
2007028744.tif 000006