(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷と、所定の制御動作を司る制御回路と、負荷及び制御回路の電源となるバッテリーと、制御回路の非常用の電源となる蓄電素子と、バッテリーの電力によって蓄電素子を充電する充電回路とを具えた電子機器において、蓄電素子から負荷へ至る電源補助ラインを設けると共に、該電源補助ラインにオン／オフスイッチ手段を介在せしめ、負荷に急激な変動が発生したとき、該負荷変動の発生時点から一定期間、前記オン／オフスイッチ手段をオンとすることを特徴とする電源回路。
【請求項２】
制御回路は、バッテリーから負荷への電力の供給を開始するための負荷制御信号を作成し、該負荷制御信号は、負荷に供給されると同時にタイミング生成手段に供給され、該タイミング生成手段は、負荷制御信号に基づいて負荷変動の発生時点を検知し、前記一定期間、オン／オフスイッチ手段をオンとするためのタイミング信号を作成する請求項１に記載の電源回路。
【請求項３】
蓄電素子から制御回路へ至る放電ラインには、前記タイミング信号によって制御される第２のオン／オフスイッチ手段が介在し、該オン／オフスイッチ手段は前記一定期間、オフに設定される請求項２に記載の電源回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乾電池や二次電池等のバッテリーを具えて、バッテリーから負荷へ電力を供給する電子機器の電源回路に関し、特に、急激な負荷変動時のバッテリー電圧の瞬間的な低下を軽減することが可能な電源回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えばデジタルスチルカメラにおいては、図４に示す如く、主電源として乾電池や二次電池等のバッテリー(２)が内蔵されると共に、補助電源として、マイクロコンピュータ(３)のメモリバックアップ用のコンデンサ(６)が内蔵されている。
バッテリー(２)の出力端は、第１電源供給ライン(10)を介して、負荷(１)となるストロボ装置へ接続されている。ストロボ装置は、発光のための電力を蓄えるストロボコンデンサ(図示省略)を内蔵しており、マイクロコンピュータ(３)から供給される負荷制御信号Ｃによって、ストロボコンデンサの充電が制御されている。
【０００３】
第１電源供給ライン(10)からは第２電源供給ライン(14)(15)が分岐し、第２電源供給ライン(14)(15)はマイクロコンピュータ(３)に接続されている。第２電源供給ライン(14)(15)には、パワーマネージメント回路(４)が介在しており、該回路によってマイクロコンピュータ(３)への電力の供給が管理されている。
第２電源供給ライン(14)からは電源電圧監視ライン(16)が分岐し、該電源電圧監視ライン(16)はマイクロコンピュータ(３)に接続されている。これによって、マイクロコンピュータ(３)のソフトウエアによるバッテリーチェックが行なわれる。
又、第２電源供給ライン(15)からは充電ライン(13)が分岐し、該充電ライン(13)は充電回路(５)を介してメモリバックアップコンデンサ(６)に繋がっており、これによってメモリバックアップコンデンサ(６)の充電が行なわれる。
【０００４】
メモリバックアップコンデンサ(６)の出力端は放電ライン(12)を介してパワーマネージメント回路(４)に接続されている。
パワーマネージメント回路(４)は、バッテリー(２)の出力電圧を常時監視しており、該出力電圧が異常に低下したときは、メモリバックアップコンデンサ(６)に蓄えられている電力を、放電ライン(12)及び第２電源供給ライン(15)を経て、マイクロコンピュータ(３)へ供給し、メモリのバックアップを行なう。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記デジタルスチルカメラにおいては、ストロボ装置が発光した後、ストロボコンデンサの充電が開始されるとき、バッテリー(２)から負荷(１)へ急激に電流が流れ込み、この急激な負荷変動によって、バッテリー(２)の出力電圧が瞬間的に低下することになる。
【０００６】
ところで、バッテリー(２)の出力電圧は、残存容量の減少に伴って図５の如く徐々に低下するが、残存容量が比較的大きいときに上述の急激な負荷変動が発生したとしても(図中の矢印Ａ)、そのときの出力電圧の低下は軽微である。しかしながら、残存容量が小さくなったときに上述の急激な負荷変動が発生すると(図中の矢印Ａ′)、そのときの出力電圧の低下は大きなものとなる。この結果、出力電圧が、ソフトウエアによるバッテリーチェック電圧ＶＳ１を下回り、更に、ハードウエアによるリセット電圧ＶＳ２を下回る虞れがある。
【０００７】
バッテリー(２)の出力電圧が、一定時間以上に亘ってバッテリーチェック電圧ＶＳ１を下回ったときは、マイクロコンピュータ(３)は、バッテリー寿命と判断して、相応の処理動作に移行する。
しかし、バッテリー(２)の出力電圧の低下が瞬間的なものであるときは、マイクロコンピュータ(３)はこれを検知することが出来ない場合があり、更にバッテリー(２)の出力電圧がリセット電圧ＶＳ２まで低下したときは、パワーマネージメント回路(４)側でシステムリセットをかけるため、最早、継続して動作させることが出来なくなる。
この結果、バッテリー(２)が未だ寿命に達していないにも拘わらず、バッテリー(２)の交換を余儀なくされる。
【０００８】
そこで本発明の目的は、負荷変動時のバッテリーの急激な電圧低下を軽減して、バッテリーを寿命まで十分に使い切ることが出来る電子機器の電源回路を提供することである。
【０００９】
【課題を解決する為の手段】
本発明に係る電子機器の電源回路は、負荷と、所定の制御動作を司る制御回路と、負荷及び制御回路の電源となるバッテリーと、制御回路の非常用の補助電源となる蓄電素子と、バッテリーの電力によって蓄電素子を充電する充電回路とを具えており、更に、蓄電素子から負荷へ至る電源補助ラインを設けると共に、該電源補助ラインにオン／オフスイッチ手段を介在せしめ、負荷に急激な変動が発生したとき、該負荷変動の発生時点から一定期間、前記オン／オフスイッチ手段をオンとする。
【００１０】
上記本発明の電源回路において、負荷に急激な変動が発生すると、オン／オフスイッチ手段がオンとなって、蓄電素子から負荷に至る電源補助ラインが閉じる。これによって、負荷には、バッテリーの電力に加えて、蓄電素子の電力が供給されるので、バッテリーにとっては、急激な負荷変動に伴う負担が軽減されることになる。従って、そのときにバッテリーの残存容量が小さくなっていたとしても、バッテリーの出力電圧の低下は軽微なものとなり、出力電圧がリセット電圧を下回る虞れは殆どない。
その後、オン／オフスイッチ手段がオフとなると、蓄電素子から負荷への電力の供給は停止されるが、その時点では、既に負荷の変動が収まっているので、バッテリーからの電力供給のみによっても、バッテリーの出力電圧が急激に低下することはない。
【００１１】
具体的構成において、制御回路は、バッテリーから負荷への電力の供給を開始するための負荷制御信号を作成し、該負荷制御信号は、負荷に供給されると同時にタイミング生成手段に供給され、該タイミング生成手段は、負荷制御信号に基づいて負荷変動の発生時点を検知し、前記一定期間、オン／オフスイッチ手段をオンとするためのタイミング信号を作成する。
該具体的構成においては、制御回路から負荷へ負荷制御信号が供給されて、バッテリーから負荷へ電力の供給が開始された時点で、バッテリーから負荷へ瞬間的に大電流が流れて、急激な負荷変動が発生するが、該時点から一定期間、オン／オフスイッチ手段をオンとすることによって、急激な負荷変動に伴うバッテリーの出力電圧の低下が軽減される。
【００１２】
又、蓄電素子から制御回路へ至る放電ラインには、前記タイミング信号によって制御される第２のオン／オフスイッチ手段が介在し、該オン／オフスイッチ手段は前記一定期間、オフに設定される。
これによって、前記一定期間は、蓄電素子の電力が全て負荷へ供給されて、大きな負荷変動にも対処することが出来る。
【００１３】
【発明の効果】
本発明に係る電子機器の電源回路によれば、大きな負荷変動時のバッテリー出力電圧の低下が軽減されるので、バッテリーを寿命まで使い切ることが可能である。又、制御回路の非常用の補助電源となる蓄電素子の電力によって、急激な負荷変動時のバッテリーの負担を軽減しているので、既存の資源である蓄電素子の有効利用を図ることが出来る。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をデジタルスチルカメラに実施した形態につき、図面に沿って具体的に説明する。
本発明に係るデジタルスチルカメラには、図１に示す如く、主電源として乾電池や二次電池等のバッテリー(２)が内蔵されると共に、補助電源として、マイクロコンピュータ(３)のメモリバックアップ用のコンデンサ(６)が内蔵されている。
バッテリー(２)の出力端は、第１電源供給ライン(10)を介して、負荷(１)となるストロボ装置へ接続されている。ストロボ装置は、発光のための電力を蓄えるストロボコンデンサ(図示省略)を内蔵しており、マイクロコンピュータ(３)から供給される負荷制御信号Ｃによって、ストロボコンデンサの充電が制御されている。
【００１５】
第１電源供給ライン(10)からは第２電源供給ライン(14)(15)及び電源電圧監視ライン(16)が分岐し、第２電源供給ライン(14)(15)はマイクロコンピュータ(３)の電源入力端子に接続され、電源電圧監視ライン(16)はマイクロコンピュータ(３)の電源電圧監視端子に接続されている。第２電源供給ライン(14)(15)には、パワーマネージメント回路(４)が介在しており、該回路によってマイクロコンピュータ(３)へ電力の供給が管理されている。
又、第２電源供給ライン(15)からは充電ライン(13)が分岐し、該充電ライン(13)は、ダイオードからなる充電回路(５)を介して、メモリバックアップコンデンサ(６)に繋がっており、これによってメモリバックアップコンデンサ(６)の充電が行なわれる。
【００１６】
メモリバックアップコンデンサ(６)の出力端は放電ライン(12)を介してパワーマネージメント回路(４)に接続されており、放電ライン(12)には、ＰＮＰトランジスタからなる第１スイッチ(８)が介在している。
パワーマネージメント回路(４)は、バッテリー(２)の出力電圧を常時監視しており、該出力電圧が異常に低下したときは、メモリバックアップコンデンサ(６)に蓄えられている電力を、放電ライン(12)及び第２電源供給ライン(15)を経て、マイクロコンピュータ(３)へ供給し、メモリのバックアップを行なう。
【００１７】
又、メモリバックアップコンデンサ(６)の出力端は、電源補助ライン(11)を介して第１電源供給ライン(10)に連結されており、電源補助ライン(11)には、ＮＰＮトランジスタからなる第２スイッチ(９)が介在している。
マイクロコンピュータ(３)から出力される負荷制御信号Ｃは、負荷(１)へ供給されると同時に、タイミング生成回路(７)へ入力されている。タイミング生成回路(７)は、図３(ａ)に示す負荷制御信号Ｃを一方の入力信号とすると共に、同図(ｂ)の如く負荷制御信号を抵抗とコンデンサにより一定時間Ｔだけ時定数を持たせた信号Ｃ′を他方の入力信号として、同図(ｃ)の如く両入力信号の排他的論理和をとることによって、負荷制御信号Ｃがロー(Ｌ)からハイ(Ｈ)に切り替わった時点から前記一定時間Ｔだけハイ(Ｈ)となるタイミング信号Ｓを作成するものである。
タイミング生成回路(７)から出力されるタイミング信号Ｓは、第１スイッチ(８)のベースへ供給されると共に、第２スイッチ(９)のベースへ供給されている。
【００１８】
上記本発明のデジタルスチルカメラにおいては、撮影操作によってストロボ装置が発光して、ストロボコンデンサが放電されると、マイクロコンピュータ(３)は、図２(ａ)に示す負荷制御信号Ｃを作成して、負荷(１)へ供給する。これによって、ストロボコンデンサが充電されることになる。
又、負荷制御信号Ｃがタイミング生成回路(７)へ入力されて、前述の信号処理が施されることにより、図２(ｂ)に示す様に、ストロボコンデンサの充電が開始される時点から一定時間Ｔだけハイ(Ｈ)となるタイミング信号Ｓが作成されて、該タイミング信号が第１スイッチ(８)及び第２スイッチ(９)のベースへ供給される。
これによって、第１スイッチ(８)は、図２(ｃ)に示す如くストロボコンデンサ充電開始時点でオン(ＯＮ)からオフ(ＯＦＦ)に切り替わり、前記一定時間経過後、再びオンとなる。又、第２スイッチ(９)は、図２(ｄ)に示す如くストロボコンデンサ充電開始時点でオフからオンに切り替わり、前記一定時間経過後、再びオフとなる。
【００１９】
上述の如く、ストロボコンデンサ充電開始時点から前記一定時間だけ、第１スイッチ(８)がオフとなると共に、第２スイッチ(９)がオンとなることによって、メモリバックアップコンデンサ(６)からパワーマネージメント回路(４)への電力供給が阻止され、メモリバックアップコンデンサ(６)の全電力が電源補助ライン(11)を経て負荷(１)へ供給されることになる。
この結果、負荷(１)には、バッテリー(２)の電力とメモリバックアップコンデンサ(６)の電力とが同時に供給されて、ストロボコンデンサの充電が開始される。このとき、負荷(１)には瞬間的に大きな電流が流れ込むが、この大きな負荷変動は、バッテリー(２)とメモリバックアップコンデンサ(６)の両方の発生電力によって吸収されるため、バッテリー(２)の出力電圧にバッテリーチェック電圧を下回る大きな低下は発生しない。
【００２０】
その後、タイミング信号Ｓがハイからローに切り替わると、第１スイッチ(８)がオン、第２スイッチ(９)がオフとなって、負荷(１)には、バッテリー(２)の発生電力のみが供給されることになる。このとき、ストロボコンデンサへの瞬間的な突入電流の発生期間は終了しているので、バッテリー(２)から負荷(１)へ流れ込む電流は安定しており、従って、バッテリー(２)の出力電圧にリセット電圧を下回る大きな低下は発生しない。
【００２１】
上述の如く、本発明の充電回路によれば、急激な負荷変動に伴うバッテリーの出力電圧の低下が軽減され、これによって、不意なシステムリセットが回避される。又、バッテリーを寿命まで十分に使い切ることが可能となる。
更に、メモリバックアップコンデンサ(６)を負荷(１)とマイクロコンピュータ(３)の両方の補助電源として共用しているので、メモリバックアップコンデンサ(６)の有効活用が図られると共に、装置本体の小型化が図られる。
【００２２】
尚、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。又、本発明は、デジタルスチルカメラのみならず、負荷として液晶バックライトやモータ等を具えた種々の電子機器に実施できるのは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電子機器の電源回路の構成を示す図である。
【図２】該電源回路の動作を表わすタイムチャートである。
【図３】タイミング生成回路の動作を表わすタイムチャートである。
【図４】従来の電源回路の構成を示す図である。
【図５】バッテリーの出力電圧の低下を表わすグラフである。
【符号の説明】
(１)  負荷
(２)  バッテリー
(３)  マイクロコンピュータ
(４)  パワーマネージメント回路
(５)  充電回路
(６)  メモリバックアップコンデンサ
(７)  タイミング生成回路
(８)  第１スイッチ
(９)  第２スイッチ
(10)  第１電源供給ライン
(11)  電源補助ライン
(12)  放電ライン
(13)  充電ライン
(14)  第２電源供給ライン
(15)  第２電源供給ライン
(16)  電源電圧監視ライン
【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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