(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池を電源とし、その装置内の回路で消費する電流を供給して作動する無線検針装置において、
上記電池は複数の電池とすると共に、
スリープモード、待機モード、送信モード等の動作モードに応じて上記複数の電池から所定の電池を選択して使用電池とする選択手段を備えたことを特徴とする無線検針装置。
【請求項２】
選択手段は、各動作モードの消費電流の大きさと電池容量の大きさとが対応するよう、動作モードに応じて電池を選択する手段としたことを特徴とする請求項１に記載の無線検針装置。
【請求項３】
複数の電池のうち任意の電池の公称電圧または出力電圧に、他の電池の出力電圧が合致するよう上記他の電池側に電圧調整手段を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の無線検針装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ＰＨＳ端末器などの無線検針装置に関するもので、特に無線検針装置の電源に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８は、例えば実用新案登録公報第３０２１５３８号公報に示された従来の無線検針装置のブロック図である。図において、６はＣＰＵ、１１は無線部、１２はアンテナ、１３はメモリ、１４はバッファ、１５はセンサ、１６はクロック、１９は無線検針装置、２０は電源装置である。
図９は従来の無線検針装置の検針時における無線シーケンスを示す図で、（ａ）はスリープモード動作、（ｂ）は待機モード動作を示す。
図１０は従来の無線検針装置の動作モードと消費電流の関係を示すタイムチャートである。
【０００３】
次に図８〜図１０を用いて、従来の無線検針装置の動作について説明する。
メータ（図示せず）のセンサ１５からバッファ１４を介して送られてくるパルス信号をＣＰＵ６により計数し、使用量に換算して検針データとしてメモリ１３に記憶する。無線部１１は、図９（ａ）に示す様に通常、受信機のみが例えば、１．５秒毎に１５ｍＳの間だけ作動するスリープモードになっており、他の機器（図示せず）からのキャリア信号を受信すると、図９（ｂ）のに示す様に同期信号により同期をとってアドレス待機モードになる。
【０００４】
この状態で図示しない他の機器からアンテナ１２を介してアドレス信号が送られてくると、このアドレスと自己のアドレスが一致するか否かの判定をＣＰＵ６にて行う。アドレスが一致した時には、無線部１１は送信モードに切替えられ、ＣＰＵ６は、メモリ１３に記憶されている検針データを読み出し、アンテナ１２より検針データを送信する。アドレスが不一致の場合には２秒後にタイムアウトしてスリープモードに戻る。
【０００５】
スリープモードでは、１．５秒毎に１５ｍＳの間、間欠動作するだけであるため、消費電流は非常に少ない。また、この間欠動作時にキャリアを検出すると、アドレス待機モードとなるが、このモードにおいても無線部１１内の受信機（図示せず）が動作状態になるだけであり、上述したスリープモードに比較し消費電流が若干増加する程度のものである。さらに、アドレス待機モード中に指定アドレスと自己アドレスが一致し、検針データ送信モードになると、メモリ１３に記憶している検針データを無線部１１内の送信器（図示せず）が動作することにより、送信することになるので消費電流は最大となる。
【０００６】
なお、ＣＰＵ６、無線部１１、メモリ１３、バッファ１４、センサ１５の電源回路（図示せず）に電流を供給する電源装置２０には例えば、リチウム電池などが使用されるが、ＣＰＵ６、無線部１１、メモリ１３、バッファ１４、センサ１５の電源回路の電源電圧が例えば、３Ｖであればリチウム電池には公称電圧３Ｖのものが使用されている。しかし、このリチウム電池は低温時において電圧が降下し易く、最悪の場合、ＣＰＵ６、無線部１１等の最低動作電圧である３Ｖ以下になることがあるため、この対応として例えば、公称電圧３Ｖの電池を２個直列に接続して昇圧した後、電圧レギュレータを用いて３Ｖに変換するといった方法が取られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の無線検針装置１９の電源装置２０は以上のように形成されており、一旦、２倍の高電圧を生成し、この電圧を電圧レギュレータを用いて降下させて、ＣＰＵ６、無線部１１等の電源回路に供給するようにしている。それ故、電圧レギュレータにおいて降下させる電圧が大きいので、発熱による損失が生じ、効率が悪く、電池寿命が短いという問題があった。
【０００８】
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、電源装置における損失を少なくし、電池寿命を長くすることができる無線検針装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る無線検針装置は、電池を電源とし、その装置内の回路で消費する電流を供給して作動する無線検針装置において、上記電池は複数の電池とすると共に、スリープモード、待機モード、送信モード等の動作モードに応じて上記複数の電池から所定の電池を選択して使用電池とする選択手段を備えたものである。
【００１２】
また、選択手段は、各動作モードの消費電流の大きさと電池容量の大きさとが対応するよう、動作モードに応じて電池を選択する手段としたものである。
【００１３】
また、複数の電池のうち任意の電池の公称電圧または出力電圧に、他の電池の出力電圧が合致するよう上記他の電池側に電圧調整手段を設けたものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施形態１．における無線検針装置のブロック図である。図において、１７は無線検針装置、１８は電源装置であり、６及び、１１〜１６は従来と同様のものである。図２は図１の電源装置１８の構成を示すブロック図である。
【００１５】
図２において、１はＣＰＵ６、無線部１１、メモリ１３、バッファ１４、センサ１５の各電源回路（図示しない）に流れる出力電流（消費電流）、２はＣＰＵ６などが動作する電圧、例えば３．０Ｖよりも高い電圧、３．６Ｖが出力される公称電圧３．６Ｖの第１の電池、３は第１の電池２とは性能が異なり、ＣＰＵ６などの動作電圧と同じか、これよりも低い電圧で大きな電流が取り出せる、例えば、３．０Ｖが出力される公称電圧３．０Ｖの第２の電池。
【００１６】
４はＣＰＵ６の制御により後述のスイッチングレギュレータへの電流供給を入切りするためのＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）などのスイッチング素子により形成されたスイッチ、５は第２の電池３の電圧を第１の電池２と同電圧に昇圧するためのスイッチングレギュレータで、第２の電池３の電圧降下が生じても常に第１の電池と同電圧に昇圧する。
【００１７】
７は電流を入り切りするスイッチ、８及び９は逆流防止のためのダイオード、１０は、第１の電池２及び第２の電池３からの電圧をＣＰＵ６等の電源回路で実際に使用する電圧、例えば３Ｖに最終的に保持するための出力レギュレータである。
なお、スイッチ７は第１の電池２の電圧低下を補償するために、電圧を上昇するレギュレータ機能を持たせてもよく、昇圧手段であるスイッチングレギュレータをスイッチ７とダイオード８との間に配設してもよい。
【００１８】
なお、ＣＰＵ６は検針データの処理の他に、電源装置１８から出力されるＣＰＵ６、無線部１１等に出力される出力電流１の値を検知して、この電流の大きさに応じてスイッチ４及びスイッチ機能付レギュレータ７を制御する選択手段を有している。
【００１９】
図３は第１の電池２と第２の電池３の特性比較図であり、第１の電池２は公称電圧が高いが、放電できる電流値が小さい小充電容量のものであり、第２の電池３は公称電圧が低いが、放電できる電流値が大きい大充電容量のものであることを示している。
図４は電源装置の動作状態を示す図であり、各電池対応の各所の電圧と動作モードを示している。
【００２０】
次にこのように形成された本発明の電源装置の動作を図２により説明する。
スリープモード及びアドレス待機モード（図９に示す）においてはＣＰＵ６、無線部１１等の消費電流が非常に小さく、出力電流１の値が小さいため、ＣＰＵ６はスイッチ機能付レギュレータ７をＯＮさせると共に、スイッチ４及びスイッチングレギュレータ５をＯＦＦさせ、第１の電池２の電圧（３．６Ｖ）は出力レギュレータ１０により、ＣＰＵ６、無線部１１等の電源回路の電源電圧である３Ｖに調整され、電流が供給される。
【００２１】
検針データを送信する場合においては、無線部１１の消費電流が大きくなり、出力電流１の値が大きいため、ＣＰＵ６はスイッチ機能付レギュレータ７をＯＦＦさせると共に、スイッチ４及びスイッチングレギュレータ５をＯＮさせる。この結果、第２の電池３の電圧（３．０Ｖ）はスイッチングレギュレータ５により第１の電池２の電圧と同じ３．６Ｖに昇圧された後、出力レギュレータ１０により、ＣＰＵ６、無線部１１等の電源回路の電源電圧である３Ｖに調整され、電流が供給される。
【００２２】
以上のように、第１の電池２の電圧である３．６ＶとＣＰＵ６、無線部１１等の電源回路の電源電圧である３Ｖとの電圧差が少ないため、出力レギュレータ１０において電圧を低下させる時に生ずる損失が小さい。
また、スイッチングレギュレータ５で昇圧された電圧３．６ＶとＣＰＵ６、無線部１１等の電源回路の電源電圧である３Ｖとの電圧差が少なく、出力レギュレータ１０において電圧を低下させる時に生ずる損失が小さくなる。
【００２３】
以上のようにこの発明の実施の形態１によれば、出力電圧及び充電容量が異なる複数の電池を備え、電池の出力電流に応じて、または、無線検針装置の動作モードにより異なる消費電流に応じて、１つの電池を選択し、選択された電池から電流を供給させるようにしたので、電池寿命を長くすることができる。
また、複数の電池は負荷が必要とする電源電圧に近い出力電圧の電池を使用するようにしたので、電池の出力電圧と電源装置の出力電圧との電位差を小さくできて、電圧レギュレータにより電圧を調整する時に生ずる損失が少なくなる。
それ故、電池を効率良く使用することができ、電池寿命を長くすることができる。なお、従来の電池（その出力電圧が電源電圧に近似のもの）を２個直列接続したものを降下させて使用する場合と比較すると、効率が約２倍に改善できる。
【００２４】
なお、図２で第２の電池は１個であるが、電池容量が不足のときなどでは、第２の電池とスイッチ４とスイッチングレギュレータ５とダイオード９の別の回路もう１つ設けて、第２の電池３を２個並列に使用するようにしてもよい。
また、図２において、第２の電池３をスイッチ４の入側に接続し、スイッチ４とスイッチングレギュレータ５とを共用するようにしてもよい。
つまり、電池の選択は１個でも複数個でもよく所定の電池を選択して使用すればよい。
また、図２で第２の電池に第１の電池より高い公称電圧値の高い電池を使用した場合は、スイッチングレギュレータ５は昇圧でなく降圧する機能を持たせる。
【００２５】
実施の形態２．
なお、上記説明ではスリープモード及びアドレス待機モード時に第１の電池２から電流を供給させ、検針データ送信時においては第２の電池３から電流を供給させる場合について述べたが、アドレス待機モード時を第２の電池３から電流を供給させてもよい。
【００２６】
また、図５に示すように、第１の電池２と同様の公称電圧が高く、放電できる電流値が小さい小充電容量の第３の電池を追加し、アドレス待機モード用として供給させてもよい。
【００２７】
また、図６に示すように、第１の電池２と第２の電池３の切換えは、ダイオード８，９の接続点に切換スイッチ４を配設し、ＣＰＵ６により切換え制御を行なってもよい。
【００２８】
実施の形態３．
実施の形態１では、電池からの出力電流（無線検針装置本体が消費する消費電流）に応じて複数の電池の中から所定の電池を選択して使用するようにしたが、スリープモード、アドレス待機モード、検針データ送信モード等の動作モードに応じて複数の電池の中から所定の電池を選択して使用するようにしてもよい。
【００２９】
この実施の形態３の回路を図７に示す。図７は図２の出力電流１のＣＰＵ６への入力を取り除いたものである。
ＣＰＵ６は現在の動作モードがどのモードであるかを把握しているので、現在の動作モードに応じて、スイッチ４，７及びスイッチングレギュレータ５を操作して使用電池を選択し、図４と同様の動作を行う。
また、実施の形態２に対しても、例えば図５、図６の出力電流１をＣＰＵ６に入力する替わりに、ＣＰＵ６が把握している動作モードに応じて使用電池を選択する。
【００３０】
以上のようにこの実施の形態３によれば、消費電流の少ない動作モード（スリープモード、待機モード）のときは、電池容量の小さい電池を選択し、消費電流の大きい動作モード（検針データ送信モード）のときは、電池容量の大きい電池を選択することができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、複数の電池を備え、装置内の消費電流または無線検針装置の動作モードに応じて、所定の電池を選択しその電池を使用するようにしたので、装置内での消費電流に対応する電池を自由に選択することができ、電池の寿命を長くすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１における無線検針装置のブロック図である。
【図２】  この発明の実施の形態１における電源装置の構成を示すブロック図である。
【図３】  この発明の実施の形態１における第１の電池と第２の電池の特性を比較した図である。
【図４】  この発明の実施の形態１における電源の動作状態を示す図である。
【図５】  この発明の実施の形態２における電源装置の構成を示すブロック図である。
【図６】  この発明の実施の形態２における電源装置の構成を示す他のブロック図である。
【図７】  この発明の実施の形態３における電源装置の構成を示す他のブロック図である。
【図８】  従来の無線検針装置のブロック図である。
【図９】  従来の無線検針装置の検針時における無線シーケンスを示す図でる。
【図１０】  従来の無線検針装置の動作モードと消費電流の関係を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１  出力電流（消費電流）、  ２  第１の電池、    ３  第２の電池、
４  スイッチ、      ５  スイッチングレギュレータ（電圧調整手段）、
６  ＣＰＵ（選択手段）、  ７  スイッチ機能付レギュレータ、
８，９  ダイオード、      １０  電圧レギュレータ、
１１  無線部、      １２  アンテナ、      １３メモリ、
１４  バッファ、    １５  センサ、        １６  クロック、
１７  無線検針装置、      １８  電源装置。
【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】
0003787471.tif 000008
【図８】
0003787471.tif 000009
【図９】
0003787471.tif 000010
【図１０】
0003787471.tif 000011