(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池電源を動作電源とし、入力端子に信号が入力しないスタンバイ時には消費電流が生じず、入力端子に外部から信号が入力した際にこの信号を検出する外部信号入力検出回路と、
前記電池電源を動作電源とし、起動入力用の第１のトランジスタ、前記電池電源と前記第１のトランジスタのコレクタとの間にエミッタ・コレクタ間が挿入され、前記第１のトランジスタの動作時に定電流を流す第２のトランジスタ、前記第２のトランジスタとベース同士が接続され、エミッタが前記電池電源に結合された定電流出力用の第３のトランジスタ、エミッタ・コレクタ間が前記電池電源と前記第１のトランジスタのベースとの間に挿入され、かつ前記第２のトランジスタとベース同士が接続され、動作状態を自己保持するための帰還回路用の第４のトランジスタを含み、前記第１のトランジスタのベースに前記外部信号入力検出回路の検出出力が入力されることで起動され、起動状態のときに前記第３のトランジスタのコレクタから定電流を出力し、かつ起動後は前記第４のトランジスタが動作状態になって自己保持動作を行う定電流源回路と、
前記電池電源を動作電源とし、前記定電流源回路の定電流出力を受けて動作状態になり、前記電池電源より定電圧を出力するメイン電源回路と、
前記メイン電源回路から出力される定電圧を動作電源とし、前記入力端子に入力されるデータ通信用のシリアルデータを受信し、再生してデータを出力する受信回路と、
前記メイン電源回路から出力される定電圧を動作電源とし、前記受信回路の出力データを処理し、処理終了後にリセット信号を出力する制御回路と、
前記リセット信号を受け、前記定電流源回路内の前記第１のトランジスタのベースに前記リセット信号を入力して、起動状態の前記定電流源回路をオフ状態に制御するリセット回路とを具備することを特徴とする電源管理装置。
【請求項２】
前記外部信号入力検出回路は、コレクタ・エミッタ間が前記電池電源と接地ノードとの間に接続され、前記入力端子に入力される信号がベースに入力される第５のトランジスタを有することを特徴とする請求項１記載の電源管理装置。
【請求項３】
前記制御回路は、論理回路またはマイクロコンピュータが用いられていることを特徴とする請求項１記載の電源管理装置。
【請求項４】
前記外部信号入力検出回路、前記定電流源回路、前記メイン電源回路、前記リセット回路、および前記受信回路が同じ半導体集積回路に形成されていることを特徴とする請求項１記載の電源管理装置。
【請求項５】
制御電圧入力端子に制御電圧が入力したことを検出し、この検出出力に基づいて前記定電流源回路を起動する外部制御入力検出回路をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の電源管理装置。
【請求項６】
前記電池電源は自動車のバッテリであり、前記シリアルデータはドア開錠施錠コマンドデータを含み、前記制御回路はドア開錠施錠用モータ駆動制御信号を生成した後に前記リセット信号を出力することを特徴とする請求項１記載の電源管理装置。
【請求項７】
電池電源を動作電源とし、入力端子に信号が入力しないスタンバイ時には消費電流が生じず、入力端子に外部から信号が入力した際にこの信号を検出する外部信号入力検出回路と、
前記電池電源を動作電源とし、起動入力用の第１のトランジスタ、前記電池電源と前記第１のトランジスタのコレクタとの間にエミッタ・コレクタ間が挿入され、前記第１のトランジスタの動作時に定電流を流す第２のトランジスタ、前記第２のトランジスタとベース同士が接続され、エミッタが前記電池電源に結合された定電流出力用の第３のトランジスタを含み、前記第１のトランジスタのベースに前記外部信号入力検出回路の検出出力が入力されることで起動され、起動状態のときに前記第３のトランジスタのコレクタから定電流を出力する定電流源回路と、
前記電池電源を動作電源とし、前記定電流源回路の定電流出力を受けて動作状態になり、前記電池電源より定電圧を出力するメイン電源回路と、
前記定電流源回路の起動後に、前記メイン電源回路から出力される前記定電圧を受けて前記定電流源回路を自己保持動作させる回路と、
前記メイン電源回路から出力される定電圧を動作電源とし、前記入力端子に入力されるデータ通信用のシリアルデータを受信し、再生してデータを出力する受信回路と、
前記メイン電源回路から出力される定電圧を動作電源とし、前記受信回路の出力データを処理し、処理終了後にリセット信号を出力する制御回路と、
前記リセット信号を受け、前記定電流源回路内の前記第１のトランジスタのベースに前記リセット信号を入力して、起動状態の前記定電流源回路をオフ状態に制御するリセット回路とを具備することを特徴とする電源管理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電源管理装置に係り、特に電池、バッテリ等を利用し、メイン電源を発生、使用する装置に関するもので、例えば自動車のドアのロック・アンロック装置などに使用されるものである。
【０００２】
【従来の技術】
電池、バッテリ等を利用し、メイン電源、バックアップ電源を発生、使用する装置において、バッテリ消費を抑えるために、スタンバイ時にメイン電源をオフにしている。従来、このような装置では、スタンバイ状態から復帰させるための信号を検出する復帰信号検出回路、メイン電源を起動させるための制御回路、その回路に供給するバックアップ電源（バッテリから生成）をスタンバイ時に動作させている。これにより、スタンバイ時の消費電流を零にすることができず、バッテリの消耗電流が発生していた。
【０００３】
以下、この種の電源管理装置として、例えば自動車のドアのロック・アンロック装置を例にとり、具体的に説明をする。
【０００４】
ドアをロックしてある自動車に乗り込む時、運転側のドアにキーを挿して回すと、ドア開錠用のモータが駆動され、ドアのロックが解除（アンロック）され、全ドアの開錠が実行される。
【０００５】
この際、エンジンは止まった状態であり、バッテリは発電機から電流供給が無い状態でドア開錠のためのモータ駆動を行うので、バッテリの消耗が早まる。また、スタンバイ状態からの復帰を指示する復帰信号がいつ到来しても検出可能なように、復帰信号検出回路やドア開錠用モータ制御回路に対するバックアップ電源からの電源供給を、常に、または、定期的にオンしているので、バッテリの消費電流が発生していた。
【０００６】
また、最近では、車内ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）等が普及することにより、バッテリの消費電流がさらに増加し、問題になってきている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように従来の自動車のドアのロック・アンロック装置は、ドア開錠の実行時におけるドア開錠用モータの駆動とか、ドア開錠の実行前における復帰指示信号検出回路やドア開錠用モータ制御回路のバックアップ動作などに伴ってバッテリの消耗が早まるという問題があった。
【０００８】
本発明は上記の問題点を解決すべくなされたもので、スタンバイ状態からの復帰を指示する信号を検出するための復帰信号検出回路のバックアップ電源を発生する必要がなくなり、復帰指示信号が入力した時に自動的にメイン電源を起動させて使用することが可能になり、バッテリの低消費化を実現でき、例えば自動車のドアのロック・アンロック装置に使用して好適な電源管理装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の電源管理装置は、電池電源を動作電源とし、入力端子に信号が入力しないスタンバイ時には消費電流が生じず、入力端子に外部から信号が入力した際にこの信号を検出する外部信号入力検出回路と、前記電池電源を動作電源とし、起動入力用の第１のトランジスタ、前記電池電源と前記第１のトランジスタのコレクタとの間にエミッタ・コレクタ間が挿入され、前記第１のトランジスタの動作時に定電流を流す第２のトランジスタ、前記第２のトランジスタとベース同士が接続され、エミッタが抵抗を介して前記電池電源に接続された定電流出力用の第３のトランジスタ、エミッタ・コレクタ間が前記電池電源と前記第１のトランジスタのベースとの間に接続され、かつ前記第２のトランジスタとベース同士が接続され、動作状態を自己保持するための帰還回路用の第４のトランジスタを含み、前記第１のトランジスタのベースに前記外部信号入力検出回路の検出出力が入力されることで起動され、起動状態のときに前記第３のトランジスタのコレクタから定電流を出力し、かつ起動後は前記第４のトランジスタが動作状態になって自己保持動作を行う定電流源回路と、前記電池電源を動作電源とし、前記定電流源回路の定電流出力を受けて動作状態になり、前記電池電源より定電圧を出力するメイン電源回路と、前記メイン電源回路から出力される定電圧を動作電源とし、前記入力端子に入力されるデータ通信用のシリアルデータを受信し、再生してデータを出力する受信回路と、前記メイン電源回路から出力される定電圧を動作電源とし、前記受信回路の出力データを処理し、処理終了後にリセット信号を出力する制御回路と、前記リセット信号を受け、前記定電流源回路内の前記第１のトランジスタのベースに前記リセット信号を入力して、起動状態の前記定電流源回路をオフ状態に制御するリセット回路とを具備することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１１】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電源管理装置が例えば自動車のドアのロック・アンロック装置に適用されている例を示している。この電源管理装置は、回路部分の一部または全部が半導体集積回路化されている。
【００１２】
図１において、11は入力端子であり、シリアルデータ受信回路12が接続されるとともにシリアルデータ送信回路13が接続されている。14は電源端子であり、外部の電池電源（本例では自動車のバッテリであり、例えば１３．５Ｖ）15に接続される。
【００１３】
16は前記電源端子14に接続される電池電源15を動作電源とし、前記入力端子11に外部からパルス信号（本例ではCOM;データ通信用のシリアルデータ）が入力している場合の入力信号set を検出する外部信号入力検出回路である。
【００１４】
17は前記電源端子14に接続される電池電源15を動作電源とし、前記外部信号入力検出回路16の検出出力をバッファ増幅するバッファ回路である。
【００１５】
18は前記電源端子14に接続される電池電源15を動作電源とし、前記外部信号入力検出回路16の検出出力に基づいて前記バッファ回路17の出力により起動され、動作状態を自己保持する定電流源回路である。この定電流源回路18の起動入力ノードａと接地ノードとの間に瞬時入力吸収用のバイパスコンデンサ19が接続されている。
【００１６】
20は前記電源端子14に接続される電池電源15を動作電源とし、前記定電流源回路18の電流出力を受けて動作状態になり、前記電池電源15の電圧VCC より低い例えば５Ｖの定電圧VREGを出力するメイン電源回路である。
【００１７】
21は前記メイン電源回路20の定電圧出力を動作電源とする制御回路であり、例えば論理回路またはマイクロコンピュータが用いられており、前記シリアルデータ受信回路12から受信データ（ドア開錠コマンドデータを含む）RXL を受けると、ドア開錠用モータ（図示せず）を駆動制御する信号を生成した後にリセット信号reset を出力する機能を有する。また、送信データTXL を生成し、前記シリアルデータ送信回路13に供給する機能を有する。
【００１８】
22は前記制御回路21から前記リセット信号を受けることにより定電流源回路18をオフ状態に制御することによってメイン電源回路20をオフ状態に制御するリセット回路である。
【００１９】
次に、上記構成の一部の具体例を詳細に説明する。
【００２０】
外部信号入力検出回路16は、本例では、外部入力信号が抵抗素子R0を介してＮＰＮトランジスタQ1のベースに入力する。このトランジスタQ1のベースは抵抗素子R1を介して接地ノードに接続されており、コレクタは抵抗素子R2およびR3を直列に介して電源ノードに接続されている。
【００２１】
このような外部信号入力検出回路16においては、スタンバイ時には、外部入力信号はＮＰＮトランジスタQ1をオンさせない電位まで降下しているので、ＮＰＮトランジスタQ1の消費電流を必要としない。これに対して、外部入力信号が０Ｖから電位が上昇すると、ＮＰＮトランジスタQ1のベースも上昇してＮＰＮトランジスタQ1がオン状態になる。なお、従来の外部入力信号検出回路は、バックアップ電源等により、コンパレータ、または、ＣＭＯＳシュミットトリガバッファを動作させていた。
【００２２】
前記バッファ回路17は、外部信号入力検出回路16の抵抗素子R2およびR3の直列接続ノードにベースが接続され、エミッタが電源端子14に接続されたマルチコレクタ構造のＰＮＰトランジスタQ2を有する。このトランジスタQ2の第１のコレクタは抵抗素子R4およびR5を直列に介して接地ノードに接続されており、上記トランジスタQ2の第２のコレクタは抵抗素子R6に接続されている。
【００２３】
前記定電流源回路18において、Q3は前記抵抗素子R6を介してバッファ回路17のトランジスタQ2の第２のコレクタにベースが接続された起動入力用のＮＰＮトランジスタである。このＮＰＮトランジスタQ3のエミッタと接地ノードとの間に抵抗素子R7が接続され、上記起動入力用のＮＰＮトランジスタQ3のベース・エミッタ間にＮＰＮトランジスタQ4のコレクタ・ベース間が接続され、このＮＰＮトランジスタQ4のエミッタは接地ノードに接続されている。
【００２４】
そして、電源端子14と上記起動入力用のＮＰＮトランジスタQ3のコレクタとの間に抵抗素子R8およびＰＮＰトランジスタQ5のエミッタ・コレクタ間が接続され、このＰＮＰトランジスタQ5のベースと電源端子14との間に抵抗素子R9が接続されている。上記ＰＮＰトランジスタQ5のベースに抵抗素子R10 を介してＰＮＰトランジスタQ6のエミッタが接続され、このＰＮＰトランジスタQ6のコレクタは接地ノードに接続され、ベースは前記ＰＮＰトランジスタQ5のコレクタに接続されている。
【００２５】
そして、定電流源回路18の動作状態を自己保持するための帰還回路として、前記ＰＮＰトランジスタQ5とベース同士が接続され、エミッタが抵抗素子R11 を介して電源端子14に接続され、コレクタが起動入力用のＮＰＮトランジスタQ3のベースに接続されたＰＮＰトランジスタQ7が設けられている。
【００２６】
さらに、前記ＰＮＰトランジスタQ5とベース同士が接続され、エミッタが抵抗素子R12 を介して電源端子14に接続され、コレクタが前記シリアルデータ受信回路12の駆動電流源入力ノードに接続されたＰＮＰトランジスタQ8が設けられている。
【００２７】
さらに、前記ＰＮＰトランジスタQ5とベース同士が接続され、それぞれのエミッタが対応して抵抗素子R13 およびR14 を介して電源端子14に接続されたＰＮＰトランジスタQ9およびQ10 が設けられている。
【００２８】
前記メイン電源回路20は、前記定電流源回路18のＰＮＰトランジスタQ9のコレクタからの定電流入力を動作電源としてバンドギャップ電圧を発生するバンドギャップ電圧源201 と、前記定電流源回路18のＰＮＰトランジスタQ10 のコレクタからの定電流入力を動作電源とし、前記バンドギャップ電圧を受けて例えば５Ｖの定電圧を発生するレギュレータ回路202 とを有する。
【００２９】
このレギュレータ回路202 は、定電圧出力端子23に接続されており、前記電源端子14と定電圧出力端子23との間にコレクタ・エミッタ間が接続された定電圧出力用のＮＰＮトランジスタQ11 のエミッタ出力を検出してそのベース電位を帰還制御する。なお、定電圧出力端子23には、電圧安定化容量24が接続されている。
【００３０】
前記リセット回路22は、前記制御回路21から出力するリセット信号が抵抗素子R15 を介してベースに入力し、エミッタが接地ノードに接続され、コレクタが定電流源回路18の起動入力用のＮＰＮトランジスタQ3のベースに接続されたリセットスイッチ用のＮＰＮトランジスタQ12 と、このトランジスタQ12 のベースと接地ノードとの間に接続された抵抗素子R16 と、上記トランジスタQ12 のベースと接地ノードとの間にコレクタ・エミッタ間が接続され、ベースが前記バッファ回路17の抵抗素子R4およびR5の直列接続ノードに接続されたリセット無効スイッチ用のＮＰＮトランジスタQ13 とを有する。
【００３１】
このリセット回路22の動作は、バッファ回路17が動作状態の時にはその抵抗素子R4およびR5の直列接続ノードの電位によってリセット無効スイッチ用のＮＰＮトランジスタQ13 がオン状態になり、これによりリセットスイッチ用のＮＰＮトランジスタQ12 がオフ状態になっている。
【００３２】
これに対して、バッファ回路17が非動作状態の時には、その抵抗素子R4およびR5の直列接続ノードの電位によってリセット無効スイッチ用のＮＰＮトランジスタQ13 がオフ状態になっているので、リセット信号が入力する（"L" から"H" に立上がる）と、リセットスイッチ用のＮＰＮトランジスタQ12 がオン状態になり、これにより定電流源回路18の起動入力用のＮＰＮトランジスタQ3をオフ状態にする。
【００３３】
図２は、図１の電源管理装置の動作例を示すタイミング波形図である。
【００３４】
スタンバイ時には、外部入力信号は外部信号入力検出回路16のＮＰＮトランジスタQ1をオンさせない電位まで降下しており、外部信号入力検出回路16、バッファ回路17、定電流源回路18、メイン電源回路20、制御回路21はそれぞれオフ状態になっている。
【００３５】
外部から例えばドア開錠コマンドデータが入力すると、これを外部信号入力検出回路16が検出し、バッファ回路17を通じて定電流源回路18を起動（スタンバイ状態から復帰）させる。定電流源回路18は、起動されると、自身で生成した定電流を使用して動作状態を自己保持し、その電流出力によりメイン電源回路20を動作状態にする。
【００３６】
このメイン電源回路20は、電池電源15より低電圧の例えば５Ｖを出力し、前記シリアルデータ受信回路12、シリアルデータ送信回路13および制御回路21を動作状態にする。制御回路21の制御動作が終了してスタンバイ状態に移行してよい状態になると、リセット信号が出力する。
【００３７】
リセット回路22は、外部入力信号が無効状態になっている時には、リセット信号に基づいて定電流源回路18をオフ状態に制御することによって制御回路21をオフ状態に制御するので、回路全体がスタンバイ状態になる。これに対して、外部入力信号が有効状態になっている時には、リセット無効スイッチ用のトランジスタQ13 がオン状態になっており、リセット回路22にリセット信号が入力しても定電流源回路18をオフ状態に制御しない。
【００３８】
上記構成によれば、スタンバイ時には、外部信号入力検出回路16は、バックアップ電源を必要とせずに、スタンバイ状態から復帰させるための信号を検出することが可能になっており、外部信号入力検出回路16、バッファ回路17、定電流源回路18、メイン電源回路20、制御回路21、リセット回路22はそれぞれオフ状態になっているので、消費電流を従来よりも低減することができる。
【００３９】
また、スタンバイ状態から復帰させるための信号を外部信号入力検出回路16が一度検出すると、定電流源回路18が起動されて動作状態を自己保持するので、定電流源回路18の自己保持のためのバックアップ電源を必要とせずに、メイン電源回路20を動作状態にすることが可能である。
【００４０】
また、図１において、動作状態を自己保持する定電流回路の自己保持動作はＰＮＰトランジスタQ7によって促されているが、定電流源回路内部のＰＮＰトランジスタQ10を使用した定電圧電源を利用して自己保持動作を行うように構成してもよく、更に上記ＰＮＰトランジスタQ10を使用した定電圧電源を利用した論理回路を含む回路で、自己保持動作を行うように構成してもよい。
【００４１】
＜第１の実施形態の変形例＞
図３は、図１の電源管理装置の変形例を示している。
【００４２】
この電源管理装置は、図１の電源管理装置と比べて、制御入力端子31と、例えば手動スイッチ32の操作により生成された制御電圧が制御入力端子31に外部から入力したことを検出し、検出出力に基づいて定電流源回路16を起動する外部制御入力検出回路33が付加されたものであり、図１中と同一部分には同一符号を付している。上記外部制御入力検出回路33は、前記外部信号入力検出回路16の抵抗素子R0、ＮＰＮトランジスタQ1、抵抗素子R1とほぼ同様の構成を有し、外部信号入力検出回路16とほぼ同様の動作を行うものである。
【００４３】
この電源管理装置は、図１の電源管理装置と比べて、基本的に同様の動作により同様の効果が得られるほか、手動スイッチ32の操作により外部から制御電圧を入力した時にも、スタンバイ状態から動作状態に復帰させることが可能になる。
【００４４】
なお、上記実施例において、外部信号入力検出回路16の出力を受けるバッファ回路17のトランジスタとして、ＰＮＰトランジスタQ2に代えてＮＰＮトランジスタを使用してもよい。また、外部信号入力検出回路16の検出用トランジスタとして、ＮＰＮトランジスタQ1に代えてＮチャネルＭＯＳトランジスタを使用してもよい。同様に、バッファ回路17、定電流源回路18、メイン電源回路20、リセット回路22で使用されているバイポーラトランジスタに代えてＭＯＳトランジスタを使用してもよい。
【００４５】
また、本発明は、上記実施例に示した具体的な構成に限定されるものではなく、同等な機能を有するように変形実施することも可能である。
【００４６】
また、上記実施例は、自動車のドアのロック・アンロック装置に適用されている例であり、電池電源15が例えば１３．５Ｖ、メイン電源回路20が例えば５Ｖを出力する例を示したが、本発明の電源管理装置は上記実施例に限らず、電池電源が例えば５Ｖ、メイン電源回路20が例えば２〜３Ｖを出力するような場合にも適用可能である。
【００４７】
【発明の効果】
上述したように本発明の電源管理装置によれば、スタンバイ状態からの復帰を指示する信号を検出するための復帰信号検出回路のバックアップ電源を発生する必要がなくなり、復帰指示信号が入力した時に自動的にメイン電源を起動させて使用することが可能になり、バッテリの低消費化を実現することができ、例えば自動車のドアのロック・アンロック装置に使用して好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電源管理装置の一例を示す回路図。
【図２】図１の電源管理装置の動作例を示すタイミング波形図。
【図３】図１の電源管理装置の変形例を示す回路図。
【符号の説明】
11…入力端子、
12…シリアルデータ受信回路、
13…シリアルデータ送信回路、
14…電源端子、
15…電池電源、
16…外部信号入力検出回路、
17…バッファ回路、
18…定電流源回路、
19…瞬時入力吸収用のバイパスコンデンサ、
20…メイン電源回路、
21…制御回路、
22…リセット回路、
23…定電圧出力端子、
24…電圧安定化容量。
【図１】
0003860484.tif 000002
【図２】
0003860484.tif 000003
【図３】
0003860484.tif 000004