(57)【要約】【課題】電池を負荷回路から遮断している間、電池過放電防止回路が電池の電力を消費しないようにする。【解決手段】電池と、電池をバックアップ電源とした負荷回路との間に介在し、かつゲート電極を電池側に抵抗を介して接続した電界効果トランジスタである第１の能動素子と、第１の能動素子のゲート電極とグランドとの間に介在した第２の能動素子と、第１の能動素子の負荷回路側から電源を受け、かつ電池の電圧レベルを所定値と比較して、電圧レベルが所定値以上である間のみ、第２の能動素子をオンにするための信号を出力する判別回路とを備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池と、前記電池をバックアップ電源とした負荷回路との間に介在し、かつゲート電極を電池側に抵抗を介して接続した電界効果トランジスタである第１の能動素子と、
前記ゲート電極とグランドとの間に介在した第２の能動素子と、
前記第１の能動素子の負荷回路側から電源を受け、かつ前記電池の電圧レベルを所定値と比較して、前記電圧レベルが前記所定値以上である間のみ、前記第２の能動素子をオンにするための信号を出力する判別回路とを備えた電池過放電防止回路。
【請求項２】
請求項１において、
前記第２の能動素子に接続され、かつ前記第２の能動素子の作動を禁止する第３の能動素子と、
前記第３の能動素子をオンにするための制御パルス信号が入力される第１の入力部とを更に備えた電池過放電防止回路。
回路。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記ゲート電極とグランドとの間に介在する第４の能動素子と、
前記第４の能動素子をオンにするための制御パルス信号が入力される第２の入力部とを更に備えた電池過放電防止回路。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記電池は、２次電池である電池過放電防止回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばファクシミリ複合機の画像メモリ等をバックアップする電池の過放電を防止するための回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ファクシミリ複合機では、停電に備えて、受信した画像データ等を格納する画像メモリを２次電池によってバックアップしている。この２次電池によるバックアップは、工場出荷時に始まっているが、輸送や倉庫での保管が長くなると、２次電池が過放電になって劣化してしまう問題があった。
【０００３】
そのような２次電池の過放電を防止するための従来技術として、次の特許文献１には、バックアップ用の電池回路に、過放電検出回路と遮断用の能動素子とを設けておき、終止電圧が検出されたら、その能動素子をオフにして、電池を負荷回路から遮断する技術が記載されている。
【特許文献１】特開平１１−１２７５４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載の構成では、遮断用の能動素子をオフに保つために、僅かではあるが電力を消費するため、長く放置されると過放電により電池が劣化してしまい、問題は完全に解決されていない。そこで、本発明は、電池を負荷回路から遮断している間、その遮断状態を保つために電池の電力を消費しない電池過放電防止回路を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による電池過放電防止回路は、電池と、前記電池をバックアップ電源とした負荷回路との間に介在し、かつゲート電極を電池側に抵抗を介して接続した電界効果トランジスタである第１の能動素子と、前記ゲート電極とグランドとの間に介在した第２の能動素子と、前記第１の能動素子の負荷回路側から電源を受け、かつ前記電池の電圧レベルを所定値と比較して、前記電圧レベルが前記所定値以上である間のみ、前記第２の能動素子をオンにするための信号を出力する判別回路とを備える。
【０００６】
また、前記電池過放電防止回路は、前記第２の能動素子に接続され、かつ前記第２の能動素子の作動を禁止する第３の能動素子と、前記第３の能動素子をオンにするための制御パルス信号が入力される第１の入力部とを更に備えてもよい。
【０００７】
また、前記電池過放電防止回路は、前記ゲート電極とグランドとの間に介在する第４の能動素子と、前記第４の能動素子をオンにするための制御パルス信号が入力される第２の入力部とを更に備えてもよい。
【０００８】
なお、前記電池は、２次電池であることが望ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明による電池過放電防止回路では、電池を負荷回路から遮断する能動素子として、電界効果トランジスタを用いており、遮断時には、第１の能動素子をオフにするため、電池からゲート電圧を与えるが、ゲート電極からはどこにも電流が流れないので、電力は消費されない。また、判別回路は、第１の能動素子の負荷回路側から電源を受ける構成なので、第１の能動素子がオフのときには、判別回路は作動せず、電力は消費されない。従って、電池を負荷回路から遮断している間、電力が消費されないので、電池の劣化が防止できる。
【００１０】
特に、第２の能動素子の作動を禁止する第３の能動素子と、第３の能動素子をオンにするための制御パルス信号が入力される第１の入力端子とを更に備えた構成では、制御パルス信号によって、第１の能動素子をオフにできる。よって、製品出荷時に、第１の入力端子に制御パルス信号を与えて第１の能動素子をオフにすれば、製品の輸送や倉庫での保管が長くなっても、電池の劣化が抑えられる。
【００１１】
また、判別回路によって電池の電圧レベルが所定値よりも下がった場合には、第１の能動素子をオフとするので、通常使用時でも、電池の劣化が抑えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を図に従って説明する。
図１は、本発明による電池過放電防止回路の構成を示した回路図である。
この電池過放電防止回路１１は、２次電池である電池２と、電池２をバックアップ電源Ｖ１とする負荷回路３との間に介在し、かつゲート電極を電池側に抵抗Ｒ１を介して接続した電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）である第１の能動素子Ｑ１と、そのゲート電極とグランドとの間に介在した第２の能動素子Ｑ２と、能動素子Ｑ１の負荷回路側から電源を受け、かつ電池２の電圧レベルを所定値と比較して、電池２の電圧レベルが所定値以上である間のみ、能動素子Ｑ２をオンにするための信号を出力する判別回路１２とを備えている。
【００１３】
また、電池過放電防止回路１１は、能動素子Ｑ２に接続され、かつ能動素子Ｑ２の作動を禁止する第３の能動素子Ｑ３と、この能動素子Ｑ３をオンにするための制御パルス信号ＯＦＦＣＴＬが入力される第１の入力端子１５とを更に備えてもよい。また、ゲート電極とグランドとの間に介在する第４の能動素子Ｑ４と、この能動素子Ｑ４をオンにするための制御パルス信号ＯＮＣＴＬが入力される第２の入力部１６とを更に備えてもよい。
【００１４】
上記各能動素子のうち、能動素子Ｑ１は、エンハンスメント型のＰチャネルＦＥＴからなり、能動素子Ｑ２〜Ｑ４は、ＮＰＮ型のバイポーラトランジスタからなる。なお、ダイオードＤは、電池２から、停止中の電源回路４に電流が流れるのを防止している。
【００１５】
負荷回路３に供給される電圧Ｖは、電源回路４あるいは電池２から供給されるが、判別回路１２は、電圧Ｖのレベルが、負荷回路３の動作可能な範囲であるか否かを判別する。判別回路１２は、具体的には、電圧Ｖを抵抗Ｒ３、Ｒ４によって分圧した被監視電圧レベルと、基準電圧生成回路１３から与えられる基準電圧ＶＲＥＦのレベルとを比較するオペアンプからなり、その比較の結果、被監視電圧レベルが大である間のみ、能動素子Ｑ２をオンにするための信号として、判別信号を出力する。なお、基準電圧生成回路１３は、例えば逆極性に接続したツェナー・ダイオード等で構成できる。
【００１６】
判別回路１２が判別信号を出力している間は、その判別信号が能動素子Ｑ２のベース電流となって、能動素子Ｑ２をオンに保つ。このとき、抵抗Ｒ２はベース電流を制限する。能動素子Ｑ２のエミッタ電流は抵抗Ｒ１を通じて流れ、抵抗Ｒ１によって能動素子Ｑ１のゲート電圧を生じさせるので、能動素子Ｑ１もオンになる。
【００１７】
判別回路１２が判別信号を出力しなくなるのは、電源オフの操作、あるいは停電によって、電源回路４が停止し、その後、電池２の出力するバックアップ電源Ｖ１のレベルが所定レベルまで下がった時点である。より具体的には、電源回路４の作動が停止した後、負荷回路３は、電池２からのバックアップ電源Ｖ１を電圧Ｖとして作動するが、それによって、電池２は次第に放電していく。そして、電圧Ｖを抵抗Ｒ３、Ｒ４によって分圧した被監視電圧のレベルが基準電圧ＶＲＥＦのレベルよりも小となった時点で、判別回路１２は判別信号を出力しなくなる。これによって、能動素子Ｑ２ベース電流、エミッタ電流も流れなくなる。能動素子Ｑ２のエミッタ電流が流れなければ、能動素子Ｑ１のゲート電圧が生じないので、能動素子Ｑ１はオフになる。能動素子Ｑ１がいったんオフになれば、判別回路１２は電圧Ｖが無くなるために作動せず、当然、判別信号も出力されないので、能動素子Ｑ２のエミッタ電流は流れず、能動素子Ｑ１はオフのままになる。
【００１８】
能動素子Ｑ３は、判別回路１２が判別信号を出力しているときに、強制的に能動素子Ｑ２をオフさせるために設けられている。具体的には、制御パルス信号ＯＦＦＣＴＬが入力部１５に入力されて能動素子Ｑ３がオンになれば、判別回路１２が出力した判別信号は、能動素子Ｑ３のエミッタ電流として流れ、能動素子Ｑ２のベース電流として流れなくなるので、能動素子Ｑ２オフになる。その結果、能動素子Ｇ１がオフになり、更にその後もオフが保たれるのは上述した通りである。なお、判別回路１２が判別信号を出力していない場合は、制御パルス信号ＯＦＦＣＴＬが入力部１５に入力されても、特に変化は生じない。
【００１９】
能動素子Ｑ４は、能動素子Ｑ１がオフになっているときに、強制的に能動素子Ｑ１をオンさせるために設けられている。ここに、能動素子Ｑ１がオフということは、能動素子Ｑ２、Ｑ４もオフになっているため、能動素子Ｑ１にゲート電圧が加えられていない状態である。この状態で、制御パルス信号ＯＮＣＴＬが入力１６に入力されて、能動素子Ｑ４がオンになれば、能動素子Ｑ４のエミッタ電流が抵抗Ｒ１を通じて流れ、能動素子Ｑ１のゲート電圧が生じるので、能動素子Ｑ１もオンになる。能動素子Ｑ１がオンになれば、判別回路１２が作動して判別信号を出力するので、能動素子Ｑ２がオンになる。そうなれば、能動素子Ｑ２のエミッタ電流が抵抗Ｒ１を通じて流れ、能動素子Ｑ１のゲート電圧が生じるので、能動素子Ｑ１が能動素子Ｑ１がオンに保たれる。なお、電源回路４が、能動素子Ｑ１の負荷回路側に接続された構成では、電源回路４が起動すれば、判別回路１２も作動して判別信号を出力する。
【００２０】
図２は、電池過放電防止回路の基本的な動作を説明するための波形図である。図には、電源回路４が出力する電源Ｖ０、電池２が出力するバックアップ電源Ｖ１、負荷回路３に供給される電圧Ｖ、および制御パルス信号ＯＦＦＣＴＬ、ＯＮＣＴＬを示している。
【００２１】
波形図の開始時点では、電源回路４が電源Ｖ０を出力しており、能動素子Ｑ１もオンの状態を想定している。このとき、負荷回路３には、電源Ｖ０にほぼ等しい電圧Ｖが供給される。また、判別回路１２は、判別信号を出力している。
【００２２】
時刻Ｔ１では、制御パルス信号ＯＦＦＣＴＬが入力部１５に入力されるため、判別回路１２が判別信号を出力していても、能動素子Ｑ２がオフになって、能動素子Ｑ１もオフになる。その結果、負荷回路３は電源が供給されないため作動せず、判別信号を出力しないようになる。
【００２３】
時刻Ｔ２では、電源オフ操作によって電源回路４が停止し、時刻Ｔ３では、電源オン操作によって電源回路４が起動されている。時刻Ｔ２から時刻Ｔ３までの間は、電池２は負荷回路３から遮断されている。これにより、電池２の過放電が防止される。なお、バックアップ電源Ｖ１によるバックアップ電源Ｖ１のレベルは自己放電によって徐々に降下していく。
【００２４】
時刻Ｔ４では、制御パルス信号ＯＮＣＴＬが入力部１６に入力され、能動素子Ｑ４がオンになり、能動素子Ｑ１もオンになる。そのため、負荷回路３には、電源Ｖ０にほぼ等しい電圧Ｖが供給される。
【００２５】
時刻Ｔ５では、停電によって電源回路４が停止しているが、その後は、電池２によるバックアップ電源Ｖ１が、負荷回路３の電圧Ｖとして供給される。
【００２６】
時刻Ｔ６では、判別回路１２が、バックアップ電源Ｖ１が所定値よりも低くなったことを判別して判別信号を出力しなくなるので、能動素子Ｑ１がオフになる。これにより、電池２は負荷回路３から遮断される。
【００２７】
時刻Ｔ７では、電源オン操作によって電源回路４の起動し、時刻Ｔ８では、制御パルス信号ＯＮＣＴＬが入力され、能動素子Ｑ１がオンになっている。そのため、負荷回路３には、電源Ｖ０にほぼ等しい電圧Ｖが供給される。
【００２８】
図３は、本発明による電池過放電防止回路を備えた画像処理装置の機能ブロック図である。ここでは、画像処理装置の例として、ファクシミリ複合機を想定しているが、その構成は単純化して示している。
【００２９】
この画像処理装置１は、ファクシミリ通信を行う通信部、原稿を読み取るスキャナ部、記録紙に画像を印刷するプリンタ部等で構成された入出力部５と、各種画像処理、符号化等を行う画像処理部６と、例えばＳＤＲＡＭ（シンクロナス・ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ）で構成された画像メモリ（負荷回路３）と、その画像メモリを負荷回路３としてバックアップするための電池２と、電源回路４と、電池過放電防止回路１１と、操作パネル、マイクロプロセッサ等で構成された制御部７とを備えている。電池過放電防止回路１１の構成、作用は上述の通りである。
【００３０】
制御部７は、電池過放電防止回路１１に対して、制御パルス信号ＯＦＦＣＴＬ、ＯＮＣＴＬを出力するが、例えば、操作パネルにおいて特定の操作を受け付ければ、制御パルス信号ＯＦＦを出力する一方、電源がオンになれば、自動的に制御パルス信号ＯＮＣＴＬを出力する構成としてもよい。この構成では、製品梱包前に操作パネルで特定操作をすれば、電池２の放電を抑えられる。また、製品の設置後、電源がオンになった時点で、電池２による画像メモリのバックアップが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明による電池過放電防止回路の構成を示した回路図である。
【図２】本発明による電池過放電防止回路の基本的な動作を説明するための波形図である。
【図３】本発明による電池過放電防止回路を備えた画像処理装置の機能ブロック図である。
【符号の説明】
【００３２】
２    電池
３    負荷回路
１１  電池過放電防止回路
１２  判別回路
１５  第１の入力部
１６  第２の入力部
Ｑ１  第１の能動素子
Ｑ２  第２の能動素子
Ｑ３  第３の能動素子
Ｑ４  第４の能動素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
2009296819.tif 000005