JPH08242544A - 携帯端末機の電源回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回路電源をＶＣＣ１からＶＣＣ３に分離する
ことにより無線を搭載したハンディターミナルでもリプ
ルの影響を受けずにスイッチングレギュレータを使用
し、結果的に電池の寿命を延ばすことができるようにす
る。 【構成】 主電池の電圧をスイッチングレギュレータに
より動作に必要な電圧に変換し、出力からのリプル帰還
にスイッチを設け、電流に応じて開閉すると共に、メモ
リバックアップ用二次電池への供給電源の電圧を常時監
視し、電圧が低下したら二次電池を切り放す回路構成と
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電池で動作する低消費
電力の携帯用端末機（以下ハンディターミナルと言う）
の電源回路と電源制御シーケンスに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２は既存のハンディターミナルのブロ
ック図である。ＣＰＵ２、ＲＯＭ３、ＲＡＭ５、ＬＣＤ
コントローラ４、システムコントローラ７、ＲＴＣ（リ
アルタイムクロック＝時計機能）９、Ｉ／Ｏコントロー
ラ８はデーターバス、アドレスバスによって制御線で接
続されており、液晶パネル等の表示装置１５はＬＣＤコ
ントローラ４に接続されている。本例においてはシステ
ムコントローラ７、ＲＴＣ９と、Ｉ／Ｏコントローラ８
の一部がゲートアレー６に組み込まれている。

【０００３】前記システムコントローラ７は、常時ＣＰ
Ｕ２の状態を監視しており、前記ＣＰＵ２の処理が終了
した後、データバスを解放してＣＰＵクロックＸ１を停
止する。またタイマーや外部信号により割り込み要因が
発生した場合、前記ＣＰＵ２に対して割り込みをかけ、
再び前記ＣＰＵクロックＸ１の発振を開始する。Ｉ／Ｏ
コントローラ８はキースイッチ１０、ブザー１１、ＥＬ
（エレクトロニックルミッセンス）１４などと共に、通
信機能部を構成する通信コイル１３と無線ブロック１２
を制御している。

【０００４】電源回路１はシステムコントローラ７に接
続され、各回路に電源を供給するだけでなく、常時電池
の状態を監視してハンディターミナルとして最適な動作
を行うための制御信号をシステムコントローラ７に送っ
ている。ゲートアレー６はゲートアレークロックＸ２に
より常時に動作している。

【０００５】図８は、従来の電源回路を詳細に示した回
路図である。本例における電源は、主電池１６とメモリ
バックアップ用の二次電池１７の２つを用いている。主
電池としてはＮｉＣｄ蓄電池３本を直列に接続して３．
６Ｖの電圧を得ている。２４、２５はシリーズレギュレ
ータであり、シリーズレギュレータはスイッチングレギ
ュレータに較べ部品点数が少なくリプルが無い当の理由
から、特に無線を搭載したハンディターミナルに適して
いる。

【０００６】回路電源はＶＣＣ１、ＶＣＣ２、ＶＣＣ３
およびＶＩＮの４種類が設けられており、ＶＣＣ１から
ＶＣＣ３には３Ｖの電圧が加わっており、ＶＩＮには主
電池１６の電圧３．６Ｖがそのまま加わっている。ＶＣ
Ｃ１は主電池１６が正常の電圧値であれば、前記主電池
によって上限３Ｖに制限された電圧が常時加わってい
る。ＶＣＣ３は通常のデジタル回路の電源であり、主電
池１６の電圧が低下した場合でも二次電池１７よってバ
ックアップされている。また、図９に示される無線ブロ
ック１２は、電圧変動とデジタルノイズを少なくするた
めにシリーズレギュレータ２４と分離してＶＣＣ２から
電源を得ている。

【０００７】電圧判定回路は判定電圧３．０ＶのＢＬＤ
Ｍと、判定電圧３．４ＶのＢＬＤＨの２つの回路を設け
ており、主電池１６の電圧が３．４Ｖ以下であればＢＬ
ＤＨ出力Ｓ６は「Ｌ」となって電池交換のための警告を
表示装置に出力し、さらに主電池１６の電圧が３．０Ｖ
以下に下がった時にはＢＬＤＭ出力Ｓ７が「Ｌ」とな
り、システムコントローラ７の制御によりハンディター
ミナルの動作が停止すると同時にトランジスタＴＲ２が
ＯＦＦする。この状態になった時、二次電池１７からは
ダイオードＤ３を介してＶＣＣ３に電流が流れ、前記Ｖ
ＣＣ３に接続されている回路がバックアップされること
になる。一方、トランジスタＴＲ２がＯＦＦしているた
め、前記二次電池１７から回路電源ＶＣＣ１、主電池１
６、回路電源ＶＩＮへの電流の廻り込みは防止されてい
る。

【０００８】二次電池１７が充電されていない場合、抵
抗Ｒ９を通して二次電池１７は主電池１６から充電され
る。この時、主電池１６が例え３Ｖ以下であってトラン
ジスタＴＲ２がＯＦＦされていても、二次電池１７の電
圧が主電池１６の電圧よりも低ければ、ダイオードＤ４
を介して前記主電池１６から回路電源ＶＣＣ３電流が供
給され、かつ二次電池１７は主電池１６と同じ電位にな
るまで充電される。

【０００９】また、電池交換などによって主電池１６の
電圧が３．４Ｖ以上になったとき、ＢＬＤＨ出力Ｓ６は
「Ｌ」から「Ｈ」に変化し、その立ち上がりでＮＭＩ信
号Ｓ５には一定の幅を持つ正のパルスが出力され、この
パルスによりシステムコントローラ７はＣＰＵ２に対し
てＮＭＩ（ノンマスカブルインタラプト＝ソフトウェア
では禁止できない割り込み）をかけ、ＣＰＵがＮＭＩ処
理を行い、主電池１６が低下する前の動作を続行するレ
ジューム動作を行うことができる。

【００１０】図９は、従来のハンディターミナルにおけ
る各回路電源の供給先を示すブロック図であり、動作時
に駆動回路から多くのリプルノイズが発生することと、
比較的大きな電流が流れる点に鑑み、ＥＬ１４は回路電
源ＶＩＮに直接接続されている。

【００１１】アナログ回路２２は、回路電源ＶＣＣ１か
ら電源が供給される。このアナログ回路２２は図２のア
ナログ部分、すなわちＬＣＤコントローラ４の負電源の
温度補正回路、無線ブロック１２と通信コイル１３のデ
ーター処理を行うフィルタや波形整形回路などのゲート
アレー６に含まれないＩ／Ｏコントローラ８の回路など
を示している。

【００１２】また、回路電源ＶＣＣ２は無線ブロック１
２に供給される。回路電源ＶＣＣ３は前述のように二次
電池１７によりバックアップされており、図２に示すＣ
ＰＵ２、ＲＯＭ３、ＲＡＭ３およびＬＣＤコントローラ
４の一部、ゲートアレー６などのデジタル回路２３に供
給される。

【００１３】以上の説明のように、特に無線を搭載した
ハンディターミナルにおいては、電源にスイッチングレ
ギュレータを使用せず、シリーズレギュレータを使用し
たものが一般的であった。また、主電池１６が長時間の
渡って外されている時には、二次電池１７が放電終止電
圧（二次電池の特性の内、充放電を繰り返しても劣化を
起こさない電圧）以下まで放電が進んでしまう。これを
「深放電」または「過放電」と言う。

【００１４】さらに電池交換時にレジュームするために
ＣＰＵ２にＮＭＩ信号をかけるが、二次電池１７により
ＣＰＵ２、ＲＡＭ５などが常時バックアップされている
ため、パワーオンリセットの制御が難しく、自動でリセ
ットをかけることができなかった。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】シリーズレギュレータ
を使用している電源回路では、回路構成等は簡単である
が電源電圧が高い時には電源効率が悪くなり、このため
電池の容量を有効活用できず、電池寿命がのびないと言
う課題があった。

【００１６】一方スイッチングレギュレータを使用する
回路ではリプルノイズの廻り込みの影響をなくすことが
難しく、消費電流については、動作時はその効果が高い
が、ＣＰＵ２が動作していない時などの消費電流が少な
い時にはスイッチングレギュレータ自体の消費電流が多
くなる。

【００１７】また、メモリバックアップ用に使用してい
る二次電池は深放電を繰り返すと寿命が短くなると言う
課題を有している。また、パワーオンリセットがかから
ないと、最初に一次電池を挿入した時、あるいはメモリ
の内容が保持されていない状態で電池を挿入した時な
ど、ハンディターミナルが暴走してしまったり、データ
が壊れている当の課題があった。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、電池寿命を延
ばすためにハンディターミナルにスイッチングレギュレ
ータを使用し、スイッチングレギュレータのリプル電圧
を小さくするため平滑用のチョークコイルを設けると共
に、用途に応じて回路電源を分離するようにしたもので
ある。

【００１９】平滑用のチョークコイルを設けたスイッチ
ングレギュレータは一般に知られた回路技術であるが、
動作電流に応じて出力からのリプルの帰還を制御するこ
とで動作電流が少ない時のスイッチングレギュレータ自
体の消費電流を低減するようにしたものである。

【００２０】メモリバックアップ用の二次電池について
は、該二次電池からバックアップされている電源電圧を
監視し、バックアップ電圧が一定の電圧以下になった時
に前記二次電池を回路から切り放すことによって二次電
池の放電を途中で止めるようにしたものである。

【００２１】また、電池交換後にレジュームするため、
ＣＰＵにＮＭＩ信号をかけて処理を行うが、この時メモ
リバックアップ用の二次電池の電圧を監視し、この二次
電池の電圧が一定の電圧以下になっていた時には、メモ
リの内容が保持されていないとしてリセットをかけるよ
うにしたものである。

【００２２】

【作用】本発明によれば、ハンディターミナルの電源と
してリプルノイズの影響を受けずにスイッチングレギュ
レータを使用することができ、その結果、シリーズレギ
ュレータを用いる場合に比較して電池寿命を延ばすこと
ができる。特に回路電圧に対して電池電圧が高い場合に
その効果が大きい。

【００２３】また、昇圧型スイッチングレギュレータの
使用が可能であるため、電池電圧を動作電圧より低く設
定でき、電池種類の選択自由度が広がる。また、二次電
池の充放電劣化が無いために電池保守の必要が無く、構
造を簡略化することができる。

【００２４】さらに一次電池挿入後、自動的にパワーオ
ンリセットもしくはＮＭＩ信号によるレジューム処理の
いずれかを行うため、電池交換時の誤動作の防止を行う
ことができる。

【００２５】

【実施例】

（実施例１）以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。尚、ハンディターミナル全体の回路ブロ
ックは図２と同洋である。

【００２６】図１は本発明の実施例である電源回路を示
す回路図である。図面中、電界効果トランジスタＦＥＴ
１、ＦＥＴ３、ＦＥＴ４と並列に接続されているダイオ
ードは寄生ダイオードである。電源は主電池１６とメモ
リバックアップ用の二次電池１７を設けている。

【００２７】本例において、前記主電池はＮｉＣｄ蓄電
池の３本直列、または乾電池の３本あるいは４本を直列
に接続した場合を想定している。従って、その電圧は
３．６Ｖから４．５Ｖの範囲に設定される。また、回路
電源はＶＣＣ１、ＶＣＣ２、ＶＣＣ３に区別されてお
り、その電圧値は全て３．０Ｖである。１８はスイッチ
ングレギュレータである。該スイッチングレギュレータ
１８は自励式の降圧タイプのものであり、他励式に較べ
電流の変化が広い（５０ｍＡから１０μＡ）場合に適し
ている。

【００２８】最初にスイッチングレギュレータ１８の回
路について説明する。基準電源１９の電圧は抵抗Ｒ３、
Ｒ４によって分割している。前記基準電源の出力電圧と
前記Ｒ１、Ｒ２によって分割した電圧とはコンパレータ
ＣＯＭＰによって比較し、前記コンパレータＣＯＭＰか
らの出力によって電界効果トランジスタＦＥＴ１を制御
している。ここでは平滑用のコイルを使ってリプルの少
ない電源を得ている。

【００２９】主なスイッチング部分は電界効果トランジ
スタＦＥＴ１、コンデンサＣ１、ダイオードＤ１、コイ
ルＬ１、コンデンサＣ２およびコンパレータＣＯＭＰ１
によって構成されている。また、電源電圧ＶＣＣ１はリ
プル電圧が大きいため、コンデンサＣ２の後にコイルＬ
２とコンデンサＣ３を接続し、リプル電圧を低下させた
電源ＶＣＣ２を得ている。自励式であることから、発振
を継続するためにコンパレータＣＯＭＰ１の反転端子に
コンデンサＣ４と抵抗Ｒ５を接続して帰還をかけてい
る。出力電圧の直流分の帰還はこのＶＣＣ２から行って
いるため、コイルＬ２での電圧降下は無い。しかしなが
ら、ある程度のリプル電圧が発生しないとスイッチング
がうまく動作しないため、リプル電圧の大きいＶＣＣ１
からリプル成分のみを電界効果トランジスタＦＥＴ２と
コンデンサＣ５を介して帰還をかけており、これまで説
明した平滑用コイルを使用したスイッチングレギュレー
タは公知である。

【００３０】しかしながら、上述の公知の回路では、例
えばＣＰＵ２の動作が停止し外部からの割り込み待ち状
態など、回路電流が極端に少なくなったとき等、スイッ
チングレギュレータ自身の消費電流が多くなってしまう
等、回路電流が少ない時に支障が発生する。

【００３１】そこで、この様な場合には帰還制御信号Ｓ
１を「Ｈ」にすることにより電界効果トランジスタＦＥ
Ｔ２をＯＦＦしてリプルの帰還をかけず、全体としての
消費電流をより小さくするようにしたものである。次に
スイッチングレギュレータ以外の回路を用いた場合につ
いて説明する。

【００３２】電圧判定回路は、メモリの最低バックアッ
プ電圧（メモリにより異なるがこの場合２Ｖである）と
二次電池１７の放電終止電圧（ここでは２Ｖ）から判定
電圧を２ＶとしたＢＬＤＬと、判定電圧が回路電源ＶＣ
Ｃ３と同じ３．０ＶのＢＬＤＭと、判定電圧が３．４Ｖ
のＢＬＤＨの３つを設けている。

【００３３】ＮＭＩ発生回路２０はフリップフロップＦ
Ｆ１と抵抗Ｒ６、コンデンサＲ６、インバータＱ１とに
より構成され、ＮＭＩ禁止信号Ｓ４は初期状態では
「Ｌ」となっている。ここで主電池１６の電圧が３．４
Ｖ以上に上昇しＢＬＤＨ出力Ｓ６が立ち上がると抵抗６
とコンデンサ６の時定数で決まるワンショットパルスを
出力し、このパルスがＮＭＩ信号Ｓ５となる。ＮＭＩ処
理が開始されると前記ＮＭＩ禁止信号Ｓ４は「Ｈ」とな
り、主電池１６が３Ｖ付近で変動した時、多重にＮＭＩ
信号Ｓ５が発生することを禁止している。ＮＭＩ禁止信
号Ｓ４は主電池１６が電圧判定回路ＢＬＤＭの判定電圧
３Ｖ以下になると「Ｌ」になる。

【００３４】リセット信号発生回路２１は、フリップフ
ロップＦＦ２とＡＮＤゲートＱ２、ＯＲゲートＱ３、抵
抗Ｒ７、コンデンサＣ７とから構成され、主電池１６の
電圧が電圧判定回路ＢＬＤＬの判定電圧２Ｖ以下の状態
ではフリップフロップＦＦ２がＢＬＤＬ出力Ｓ８によっ
てリセットされ、ＡＮＤゲートＱ２が開いた状態とな
る。また、主電池１６の電圧が３．４Ｖ以上に上昇し、
ＮＭＩ信号Ｓ５が発生するとリセット信号Ｓ２が出力さ
れる。該リセット信号Ｓ２はＯＲゲートＱ３、抵抗Ｒ
７、コンデンサＣ７の構成によりＮＭＩ信号Ｓ５より信
号出力時間が長くなっている。リセット後のＣＰＵ２の
動作が完了した時、初期化終了信号Ｓ３は「Ｈ」となる
ため、次にＮＭＩ信号Ｓ５が発生してもリセット信号Ｓ
２は出力されなくなる。また、主電池１６の電圧が下が
って初期化終了信号Ｓ３の電圧が３．０Ｖ以下になると
「Ｌ」になる。さらに、回路電源ＶＣＣ３が２Ｖ以下に
なり電圧判定回路ＢＬＤＬの出力Ｓ８が「Ｌ」になるま
でフリップフロップＦＦ２がセットされている状態は保
たれる。

【００３５】次に電池電圧の変動による動作を図３によ
り説明する。図３は図１に示した回路のタイミングチャ
ート図である。最初に二次電池１７が充電されていない
時に主電池１６が挿入された場合の動作について説明す
る。

【００３６】主電池１６の電圧が３．０Ｖ以下の時はス
イッチングレギュレータ１８の動作は停止し、電界効果
トランジスタＦＥＴ１がＯＮのままとなる。一方、回路
電源ＶＣＣ１とＶＣＣ２にはほぼ同じ電圧が加わってい
るが、電界効果トランジスタＦＥＴ３がＯＦＦしている
ため回路電源ＶＣＣ３には電界効果トランジスタＦＥＴ
３の寄生ダイオードの順方向電圧分だけ低い電圧が加わ
っている。この状態から徐々に電圧が上昇し、回路電源
ＶＣＣ３が電圧判定回路ＢＬＤＬの判定電圧（２．０
Ｖ）以上になると、フリップフロップＦＦ２のリセット
が解除される。

【００３７】更に主電池１６の電圧が上昇して３．０Ｖ
以上になると、スイッチングレギュレータ１８の動作が
開始され、かつ電界効果トランジスタＦＥＴ３がＯＮと
なり、回路電源ＶＣＣ３は３．０Ｖとなる。更に主電池
１６の電圧が３．４Ｖ以上に上昇し、ＢＬＤＨ出力Ｓ６
が立ち上がるとＮＭＩ信号Ｓ５とリセット信号Ｓ２が出
力される。

【００３８】この時、初期化動作が完了しない内に一旦
主電池１６の電圧が３．０Ｖ以下かつ２Ｖ以上になり再
度３．４Ｖ以上になった時には再びリセット動作が行わ
れるが、この時に初期化動作が完了していればＮＭＩ処
理に移行する。次に動作中に主電池１６の電圧が３．０
Ｖ以下に下がった場合について説明する。

【００３９】主電池１６の電圧が下がって３．０Ｖ以下
になるとスイッチングレギュレータ１８の動作は停止
し、電界効果トランジスタＦＥＴ１がＯＮ状態のままと
なる。この状態で電圧判定回路ＢＬＤＭからのＢＬＤＭ
出力Ｓ７は「Ｌ」になり、コノ結果、システムコントロ
ーラ７はＣＰＵ２を停止し、続いてＣＰＵクロックＸ１
の発振を停止する。この時、電界効果トランジスタＦＥ
Ｔ３がＯＦＦとなり、電界効果トランジスタＦＥＴ４、
ダイオードＤ２を経由し二次電池１７から回路電源ＶＣ
Ｃ３に電流が供給されて、バックアップ状態に移行す
る。この時、回路電源ＶＣＣ１、ＶＣＣ２には電流は流
れない。

【００４０】主電池１６の要領が無くなり、さらに二次
電池１７の放電が進んで回路電源ＶＣＣ３が２Ｖ以下に
なった時は電圧判定回路ＢＬＤＬの出力が「Ｌ」とな
り、電界効果トランジスタＦＥＴ４はＯＦＦとなる。そ
の後は二次電池１７からの電流は流れず、二次電池の過
放電は防止される。

【００４１】図４は各回路電源の供給先を示すブロック
図である。回路電源ＶＣＣ１はリプルを含んでおり、該
回路電源ＶＣＣ１はリプルの影響を受けない回路、また
はノイズ成分を多く発生するＥＬ１１とブザー１４に供
給される。

【００４２】一方、回路電源ＶＣＣ２のリプルは回路電
源ＶＣＣ１に比べて小さく、アナログ回路２２と無線ブ
ロック１２とに供給される。回路電源ＶＣＣ３は二次電
池１７によりバックアップされており、デジタル回路２
３に供給される。デジタル回路２３には図１に示したゲ
ート類を含んでいる。

【００４３】図５は無線ブロック１２の電源部分を抽出
した回路図である。回路電源ＶＣＣ２は安定化されて無
線共通電源としてに供給される。共通部分は無線ブロッ
ク１２のうちＴＣＸＯ（温度補償された水晶発振器）と
ＶＣＯ（電圧により周波数が変化する発振器）およびＰ
ＬＬ（ＶＣＯの周波数を分周してＴＣＸＯの周波数と位
相差を検出する比較器）からなり、特に電源電圧変動が
周波数の変動要素となるため回路電源ＶＣＣ２をさらに
安定化している。ここではトランジスタＴＲ１の制御を
オペアンプＯＰＡＭＰで制御している。出力電圧は回路
電源ＶＣＣ２より低い２．８Ｖとしている。基準電圧を
図１の基準電圧１９と共有することにより基準電圧１９
がばらついても必ず回路電源ＶＣＣ２＞無線共通電源が
成立する。この結果、回路電源ＶＣＣ２と無線共通電源
の電圧差を小さくすることができる。

【００４４】無線ブロック１２の受信部の電源は回路電
源ＶＣＣ２を電界効果トランジスタＦＥＴ５により開閉
している。同様に無線ブロック１２の送信部の電源は回
路電源ＶＣＣ２を電界効果トランジスタＦＥＴ６により
開閉している。ただし送信開始時の急激な回路電源ＶＣ
Ｃ２の負荷変動および無線共通部分に対しての負荷変動
により無線共通電源が変動し無線の送信周波数が変動す
るなどの影響が出てくることがある。これを防ぐため、
電界効果トランジスタＦＥＴ６のゲートを直接制御信号
ＴＸＢＣと同じタイミングで駆動せず、抵抗７を介し出
力側からコンデンサＣ８を通して帰還をかけ、立ち上が
りを緩やかにしている。また、無線送信電源を素早くＯ
ＦＦさせ不要な電波を出さないためにダイオードＤ３が
必要である。

【００４５】図６は制御信号ＴＸＢＣと無線送信電源の
関係を示した説明図である。制御信号ＴＸＢＣの立ち上
がりから無線送信電源がほぼ直線的に上昇を開始してい
る。その時間△Ｔは抵抗７とコンデンサ７の時定数によ
り決定される。従来は図７に示す様に、コンデンサＣ８
は抵抗Ｒ８とグラウンド間に挿入されていた。このとき
は電界効果トランジスタＦＥＴ６のスレッショルド電圧
の関係でＯＮするまでに時間Ｔｄを必要とし、立ち上が
りは図６に較べ直線性で劣っていた。本発明はこのよう
にして電源および回路負荷の変動を押さえ、安定した周
波数を保つことができた。

【００４６】（実施例２）図１０は本発明のうち、ＭＮ
Ｉ発生回路２０の他の実施例を示した回路図である。本
例では、説明のためリセット発生回路２１を追加してい
る。

【００４７】ＮＭＩ発生回路２０について説明すれば、
主電池１６の電圧が３．４Ｖ以上に上昇しＢＬＤＨ出力
Ｓ６が立ち上がると、抵抗１０とコンデンサ９の時定数
で決まるワンショットパルスがＡＮＤゲートＱ４に入力
される。ＮＭＩ禁止信号Ｓ４が「Ｌ」であり、かつフリ
ップフロップＦＦ２が初期化終了信号Ｓ３によりセット
されているときにＮＭＩ信号Ｓ５が出力される。

【００４８】ＮＭＩ処理が開始されると、ＮＭＩ禁止信
号Ｓ４が「Ｈ」となり、ＡＮＤゲートＱ４がＯＦＦする
ため、多重にＮＭＩ信号Ｓ５が発生することはない。

【００４９】

【発明の効果】上記構成から、本発明は、 （１）回路電源をＶＣＣ１からＶＣＣ３に分離すること
により、無線を搭載したハンディターミナルでもリプル
の影響を受けずにスイッチングレギュレータを使用し、
結果的に電池の寿命を延ばすことができる。 （２）スイッチングレギュレータの帰還を制御すること
により、出力電流が少ない時にさらに回路全体の電流を
減らすことができる。 （３）メモリバックアップ電源の電圧を常時監視し、二
次電池の放電終止電圧になった時に二次電池の過放電を
防止するようにしたことで、二次電池そのものの寿命を
延ばすことができ、電池交換を不要とした。 （４）メモリバックアップ電源の電圧を常時監視し、メ
モリバックアップ電圧が低いときは、電池挿入後もしく
は電池交換後のＮＩＭ動作を禁止し、リセットすること
でパーワーオンリセットがかかり装置の誤動作を防止で
きる。 （５）リセット直後の初期化動作が完了するまでの間に
主電池が外された場合、その後の電圧復帰時にＮＩＭ動
作を禁止してリセットをかけることにより誤動作を防止
できる。 （６）無線送信電源を直線的に立ちあげることにより電
源および回路負荷の変動を押さえ、安定した周波数を保
つことができる。などの効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例である電源回路を示した図であ
る。

【図２】ハンディターミナルのブロック図である。

【図３】図１に示した回路のタイミングチャート図であ
る。

【図４】各回路電源の供給先を示す図である。

【図５】無線ブロック１２の電源部分を抽出した図であ
る。

【図６】電界効果トランジスタＦＥＴ６の制御信号ＴＸ
ＢＣと無線送信電源の関係を示した図である。

【図７】従来の無線送信電源のスイッチである。

【図８】従来の電源回路を詳細に示した図である。

【図９】従来のハンディターミナルにおける各回路電源
の供給先を示す図である。

【図１０】本発明のうち、リセット発生回路２１とＭＮ
Ｉ発生回路２０の別の実施例を示した図である。

【符号の説明】

１ 電源回路 ２ ＣＰＵ ３ ＲＯＭ ４ ＬＣＤコントローラ ５ ＲＡＭ ６ ゲートアレー ７ システムコントローラ ８ Ｉ／Ｏコントローラ ９ ＲＴＣ（リアルタイムクロック＝時計機能） １０ キースイッチ １１ ブザー １２ 無線ブロック １３ 転送コイル １４ ＥＬ（エレクトロニックルミッセンス） １５ 表示（液晶パネルなど） １６ 主電池 １７ 二次電池 １８ スイッチングレギュレータ １９ 基準電源 ２０ ＮＭＩ発生回 ２１ リセット発生回路 ２２ アナログ回路 ２３ デジタル回路

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成７年５月２６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図６

【補正方法】変更

【補正内容】

【図６】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図７

【補正方法】変更

【補正内容】

【図７】

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１０】

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００３

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００３】前記システムコントローラ７は、常時ＣＰ
Ｕ２の状態を監視しており、前記ＣＰＵ２の処理が終了
した後、データバスを解放してＣＰＵクロックＸ１を停
止する。またタイマーや外部信号により割り込み要因が
発生した場合、前記ＣＰＵ２に対して割り込みをかけ、
再び前記ＣＰＵクロックＸ１の発振を開始する。Ｉ／Ｏ
コントローラ８はキースイッチ１０、ブザー１１、ＥＬ
（エレクトロルミネッセンス）１４などと共に、通信機
能部を構成する通信コイル１３と無線ブロック１２を制
御している。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００７】電圧判定回路は判定電圧３．０ＶのＢＬＤ
Ｍと、判定電圧３．４ＶのＢＬＤＨの２つの回路を設け
ており、主電池１６の電圧が３．４Ｖ以下であればＢＬ
ＤＨ出力Ｓ６は「Ｌ」となって電池交換のための警告を
表示装置に出力し、さらに主電池１６の電圧が３．０Ｖ
以下に下がった時にはＢＬＤＭ出力Ｓ７が「Ｌ」とな
り、システムコントローラ７の制御によりハンディター
ミナルの動作が停止すると同時にトランジスタＴＲ２が
ＯＦＦする。この状態になった時、二次電池１７からは
ダイオードＤ２を介してＶＣＣ３に電流が流れ、前記Ｖ
ＣＣ３に接続されている回路がバックアップされること
になる。一方、トランジスタＴＲ２がＯＦＦしているた
め、前記二次電池１７から回路電源ＶＣＣ１、主電池１
６、回路電源ＶＩＮへの電流の廻り込みは防止されてい
る。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】以上の説明のように、特に無線を搭載した
ハンディターミナルにおいては、電源にスイッチングレ
ギュレータを使用せず、シリーズレギュレータを使用し
たものが一般的であった。また、主電池１６が長時間に
互って外されている時には、二次電池１７が放電終止電
圧（二次電池の特性の内、充放電を繰り返しても劣化を
起こさない電圧）以下まで放電が進んでしまう。これを
「深放電」または「過放電」と言う。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１７】また、メモリバックアップ用に使用してい
る二次電池は深放電を繰り返すと寿命が短くなると言う
課題を有している。また、パワーオンリセットがかから
ないと、最初に一次電池を挿入した時、あるいはメモリ
の内容が保持されていない状態で電池を挿入した時な
ど、ハンディターミナルが暴走してしまったり、データ
が壊れている等の課題があった。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２５】

【実施例】 （実施例１）以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。尚、ハンディターミナル全体の回路ブロ
ックは図２と同様である。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２７】本例において、前記主電池はＮｉＣｄ蓄電
池の３本直列、または乾電池の３本あるいは４本を直列
に接続した場合を想定している。従って、その電圧は
３．６Ｖから６．０Ｖの範囲に設定される。また、回路
電源はＶＣＣ１、ＶＣＣ２、ＶＣＣ３に区別されてお
り、その電圧値は全て３．０Ｖである。１８はスイッチ
ングレギュレータである。該スイッチングレギュレータ
１８は自励式の降圧タイプのものであり、他励式に較べ
電流の変化が広い（５０ｍＡから１０μＡ）場合に適し
ている。

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２９】主なスイッチング部分は電界効果トランジ
スタＦＥＴ１、コンデンサＣ１、ダイオードＤ１、コイ
ルＬ１、コンデンサＣ２およびコンパレータＣＯＭＰに
よって構成されている。また、電源電圧ＶＣＣ１はリプ
ル電圧が大きいため、コンデンサＣ２の後にコイルＬ２
とコンデンサＣ３を接続し、リプル電圧を低下させた電
源ＶＣＣ２を得ている。自励式であることから、発振を
継続するためにコンパレータＣＯＭＰの反転端子にコン
デンサＣ４と抵抗Ｒ５を接続して帰還をかけている。出
力電圧の直流分の帰還はこのＶＣＣ２から行っているた
め、コイルＬ２での電圧降下は無い。しかしながら、あ
る程度のリプル電圧が発生しないとスイッチングがうま
く動作しないため、リプル電圧の大きいＶＣＣ１からリ
プル成分のみを電界効果トランジスタＦＥＴ２とコンデ
ンサＣ５を介して帰還をかけており、これまで説明した
平滑用コイルを使用したスイッチングレギュレータは公
知である。

【手続補正１０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３３】ＮＭＩ発生回路２０はフリップフロップＦ
Ｆ１と抵抗Ｒ６、コンデンサＣ６、インバータＱ１とに
より構成され、ＮＭＩ禁止信号Ｓ４は初期状態では
「Ｌ」となっている。ここで主電池１６の電圧が３．４
Ｖ以上に上昇しＢＬＤＨ出力Ｓ６が立ち上がると抵抗Ｒ
６とコンデンサＣ６の時定数で決まるワンショットパル
スを出力し、このパルスがＮＭＩ信号Ｓ５となる。ＮＭ
Ｉ処理が開始されると前記ＮＭＩ禁止信号Ｓ４は「Ｈ」
となり、主電池１６が３Ｖ付近で変動した時、多重にＮ
ＭＩ信号Ｓ５が発生することを禁止している。ＮＭＩ禁
止信号Ｓ４は主電池１６が電圧判定回路ＢＬＤＭの判定
電圧３Ｖ以下になると「Ｌ」になる。

【手続補正１１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３９】主電池１６の電圧が下がって３．０Ｖ以下
になるとスイッチングレギュレータ１８の動作は停止
し、電界効果トランジスタＦＥＴ１がＯＮ状態のままと
なる。この状態で電圧判定回路ＢＬＤＭからのＢＬＤＭ
出力Ｓ７は「Ｌ」になり、この結果、システムコントロ
ーラ７はＣＰＵ２を停止し、続いてＣＰＵクロックＸ１
の発振を停止する。この時、電界効果トランジスタＦＥ
Ｔ３がＯＦＦとなり、電界効果トランジスタＦＥＴ４、
ダイオードＤ２を経由し二次電池１７から回路電源ＶＣ
Ｃ３に電流が供給されて、バックアップ状態に移行す
る。この時、回路電源ＶＣＣ１、ＶＣＣ２には電流は流
れない。

【手続補正１２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４０】主電池１６の容量が無くなり、さらに二次
電池１７の放電が進んで回路電源ＶＣＣ３が２Ｖ以下に
なった時は電圧判定回路ＢＬＤＬの出力が「Ｌ」とな
り、電界効果トランジスタＦＥＴ４はＯＦＦとなる。そ
の後は二次電池１７からの電流は流れず、二次電池の過
放電は防止される。

【手続補正１３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４４】無線ブロック１２の受信部の電源は回路電
源ＶＣＣ２を電界効果トランジスタＦＥＴ５により開閉
している。同様に無線ブロック１２の送信部の電源は回
路電源ＶＣＣ２を電界効果トランジスタＦＥＴ６により
開閉している。ただし送信開始時の急激な回路電源ＶＣ
Ｃ２の負荷変動および無線共通部分に対しての負荷変動
により無線共通電源が変動し無線の送信周波数が変動す
るなどの影響が出てくることがある。これを防ぐため、
電界効果トランジスタＦＥＴ６のゲートを直接制御信号
ＴＸＢＣと同じタイミングで駆動せず、抵抗Ｒ８を介し
出力側からコンデンサＣ８を通して帰還をかけ、立ち上
がりを緩やかにしている。また、無線送信電源を素早く
ＯＦＦさせ不要な電波を出さないためにダイオードＤ３
が必要である。

【手続補正１４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４５】図６は制御信号ＴＸＢＣと無線送信電源の
関係を示した説明図である。制御信号ＴＸＢＣの立ち上
がりから無線送信電源がほぼ直線的に上昇を開始してい
る。その時間△Ｔは抵抗７とコンデンサ７の時定数によ
り決定される。従来は図７に示す様に、コンデンサＲ８
は抵抗Ｃ８とグラウンド間に挿入されていた。このとき
は電界効果トランジスタＦＥＴ６のスレッショルド電圧
の関係でＯＮするまでに時間Ｔｄを必要とし、立ち上が
りは図６に較べ直線性で劣っていた。本発明はこのよう
にして電源および回路負荷の変動を押さえ、安定した周
波数を保つことができた。

【手続補正１５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４６】（実施例２）図１０は本発明のうち、ＮＭ
Ｉ発生回路２０の他の実施例を示した回路図である。本
例では、説明のためリセット発生回路２１を追加してい
る。

【手続補正１６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４７】ＮＭＩ発生回路２０について説明すれば、
主電池１６の電圧が３．４Ｖ以上に上昇しＢＬＤＨ出力
Ｓ６が立ち上がると、抵抗Ｒ１０とコンデンサＣ９の時
定数で決まるワンショットパルスがＡＮＤゲートＱ４に
入力される。ＮＭＩ禁止信号Ｓ４が「Ｌ」であり、かつ
フリップフロップＦＦ２が初期化終了信号Ｓ３によりセ
ットされているときにＮＭＩ信号Ｓ５が出力される。

【手続補正１７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４９】

【発明の効果】上記構成から、本発明は、 （１）回路電源をＶＣＣ１からＶＣＣ３に分離すること
により、無線を搭載したハンディターミナルでもリプル
の影響を受けずにスイッチングレギュレータを使用し、
結果的に電池の寿命を延ばすことができる。 （２）スイッチングレギュレータの帰還を制御すること
により、出力電流が少ない時にさらに回路全体の電流を
減らすことができる。 （３）メモリバックアップ電源の電圧を常時監視し、二
次電池の放電終止電圧になった時に二次電池の過放電を
防止するようにしたことで、二次電池そのものの寿命を
延ばすことができ、電池交換を不要とした。 （４）メモリバックアップ電源の電圧を常時監視し、メ
モリバックアップ電圧が低いときは、電池挿入後もしく
は電池交換後のＮＭＩ動作を禁止し、リセットすること
でパーワーオンリセットがかかり装置の誤動作を防止で
きる。 （５）リセット直後の初期化動作が完了するまでの間に
主電池が外された場合、その後の電圧復帰時にＮＩＭ動
作を禁止してリセットをかけることにより誤動作を防止
できる。 （６）無線送信電源を直線的に立ちあげることにより電
源および回路負荷の変動を押さえ、安定した周波数を保
つことができる。などの効果がある。

【手続補正１８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１０】本発明のうち、リセット発生回路２１とＮＭ
Ｉ発生回路２０の別の実施例を示した図である。

【手続補正１９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】符号の説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【符号の説明】 １ 電源回路 ２ ＣＰＵ ３ ＲＯＭ ４ ＬＣＤコントローラ ５ ＲＡＭ ６ ゲートアレー ７ システムコントローラ ８ Ｉ／Ｏコントローラ ９ ＲＴＣ（リアルタイムクロック＝時計機能） １０ キースイッチ １１ ブザー １２ 無線ブロック １３ 転送コイル １４ ＥＬ（エレクトロルミッネセンス） １５ 表示（液晶パネルなど） １６ 主電池 １７ 二次電池 １８ スイッチングレギュレータ １９ 基準電源 ２０ ＮＭＩ発生回 ２１ リセット発生回路 ２２ アナログ回路 ２３ デジタル回路

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電池で動作するスイッチングレギュレー
   タを電源として搭載し、バックアップ回路を介して前記
   電源によって充電されるメモリバックアップ用の二次電
   池を備えた携帯用端末機において、前記スイッチングレ
   ギュレータのリプルノイズ成分の帰還回路にスイッチ素
   子を設け、前記携帯用端末の消費電流が少ないときには
   前記スイッチ素子をＯＦＦすることによって出力電圧か
   らのリプルノイズ成分の帰還を切り、携帯用端末全体と
   しての消費電力を低減するようにしたことを特徴とする
   携帯用端末機の電源回路。
2. 【請求項２】 メモリバックアップ用の二次電池を持つ
   携帯用端末機において、電圧判定回路を設け、電源電圧
   を前記電圧判定回路で常時監視し、前記電源電圧が予め
   定められた電圧以下に低下した時、前記二次電池を前記
   バックアップ回路から切り放すことを特徴とした請求項
   １記載の携帯用端末機の電源回路。
3. 【請求項３】 メモリバックアップ用の電源最低電圧ま
   たは二次電池の放電終止電圧のいずれか高いほうの電圧
   を、予め定められた電圧としたことを特徴とする請求項
   ２記載の携帯用端末機の電源回路。
4. 【請求項４】 電池で動作するスイッチングレギュレー
   タを電源として搭載し、バックアップ回路を介して前記
   電源によって充電されるメモリバックアップ用の二次電
   池を備え、無線送信回路を搭載した携帯用端末機におい
   て、前記無線送信回路の電源開閉を行う為のトランジス
   タもしくは電界効果トランジスタを設け、前記トランジ
   スタもしくは電界効果トランジスタのベースもしくはゲ
   ートとその制御信号との間に抵抗を接続し、前記ベース
   もしくはゲートとコレクタもしくはドレインの出力との
   間にコンデンサを接続して帰還をかけ、開閉された前記
   無線送信回路の電源の立ち上がり制御をしたことを特徴
   とした請求項１記載の携帯用端末機の電源回路。
5. 【請求項５】 携帯用端末機のメモリバックアップ回路
   において、該メモリバックアップ回路はフリップフロッ
   プなどの記憶回路と、少なくとも２個の電圧判定回路と
   を有し、該電圧判定回路のうち、判定電圧が低い電圧判
   定回路ではメモリバックアップ中の電源電圧が予め定め
   られたメモリのバックアップに必要な電圧以下かどうか
   を監視し、前記電圧判定回路のうち判定電圧が高い電圧
   判定回路では主電池が携帯用端末機の動作に必要な電圧
   以上に達したかどうかを監視し、電池電圧が低い判定電
   圧から高い判定電圧になった時、ＣＰＵに対してリセッ
   トをかけるようにしたことを特徴とする請求項３記載の
   携帯用端末機の電源回路。
6. 【請求項６】 携帯用端末機のメモリバックアップ回路
   において、該メモリバックアップ回路にはフリップフロ
   ップなどの記憶回路と、電圧判定回路と、初期化完了信
   号とを有し、電圧判定回路は主電池が携帯用端末機の動
   作に必要な電圧に達したかどうかを監視し、電池電圧が
   低い状態から前記電圧判定回路の判定電圧以上の高い状
   態に達した時に前記初期化完了信号が出ている状態であ
   ればＣＰＵに対してＮＭＩをかけ、前記初期化完了信号
   が出ていない状態であればリセットをかけることを特徴
   とした請求項３記載の携帯用端末機の電源回路。