JPH09297625A - バッテリーセーブ回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＩＣ１４のバンドギャップリファレンス
型電圧発生回路１３を外部からの信号によりオン、オフ
でき、且つオフ時におけるＩＣ１４での消費電力を０に
できるバッテリーセーブ回路１１において、バッテリー
の電源電圧Ｖｃｃを電圧ロスを伴うことなくそのままバ
ンドギャップリファレンス型電圧発生回路１３に印加で
きるようにする。 【解決手段】 バンドギャップリファレンス型電圧発生
回路１３のカレントミラー回路１３ｂのエミッタ・ベー
ス間にインピーダンス手段Ｒ１６を接続し、該インピー
ダンス手段Ｒ１６に電流を流す経路に、外部からの信号
によりオンされてカレントミラー回路１３を動作させバ
ンドギャップリファレンス型電圧発生回路１３を動作状
態にするスイッチング手段Ｑ１３を介挿する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バッテリーセーブ
回路、主として通信用等のＩＣ内の内部電源回路のオ
ン、オフ制御を外部からの信号により為すことができ、
内部電源回路のオフ時における消費電力を０にするバッ
テリーセーブ回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】ページャー、ＰＨＳ、コードレスフォン
等の通信機器に用いられる通信用ＩＣｃは、図３に示す
ように、内部電源回路ａとしてバンドギャップリファレ
ンス型電圧発生回路を用いている。この電圧発生回路の
出力電圧は例えばリファレンス電圧としてあるいは電源
電圧としてＩＣ内の各部に送られる。

【０００３】そして、一旦起動させた内部電源回路ａを
オフさせる方法として、その通信用ＩＣｃに対するバッ
テリーからの電源電圧の印加を停止させる方法か、ある
いはＩＣｃ内に図示しないＮＰＮトランジスタをオフ素
子として設け、これを動作させることにより内部電源回
路ａへの電源電圧Ｖｃｃの供給を停止させるという方法
が従来採られていた。

【０００４】ところで、従来における内部電源回路ａへ
の電源電圧Ｖｃｃの供給の停止を、通信用ＩＣｃに対す
る電源電圧を切ることにより行う方法には、マイクロコ
ンピュータでそれを行う場合、外付け部品ｂが増えると
いう問題があり、これが携帯型通信機器に要求される小
型化、低価格化を阻む要因になる。

【０００５】また、通信用ＩＣｃ内に電源電圧オフ用の
ＮＰＮトランジスタを設け、これをオンさせることによ
り内部電源回路ａへの電源電圧の供給を停止させるとい
う方法には、内部電源回路ａのオフ時においてもその電
源電圧オフ用のＮＰＮトランジスタがオンし続けるとい
う問題がある。これは、当然にオフ時における電力消費
を伴うので、携帯型通信機器に対するバッテリーの寿命
をより長くするという要求を阻む要因になる。

【０００６】そこで、ＩＣｃ内部において内部電源回路
を外部からの信号によりオン、オフでき、且つオフ時に
おけるＩＣｃでの消費電力を０にできる新規なバッテリ
ーセーブ回路の開発が為され、その開発の成果に係るバ
ッテリーセーブ回路が本願出願人会社により特願平８−
９８１０９号によって提案された。

【０００７】図４（Ａ）、（Ｂ）はそのバッテリーセー
ブ回路を説明するためのもので、（Ａ）はバッテリーセ
ーブ回路の回路図、（Ｂ）はそれを用いた通信機器の概
略構成を示す回路ブロック図である。

【０００８】図面において、１はバッテリーセーブ回
路、２は内部電源回路、３は該内部電源回路２の主要部
を成すバンドギャップリファレンス型電圧発生回路、４
はこれ等を内蔵する通信用ＩＣ、５は該ＩＣ４をコント
ロールするマイクロコンピュータである。

【０００９】次に、バッテリーセーブ回路１の構成につ
いて説明する。

【００１０】本バッテリーセーブ回路１は、電源電圧伝
達回路を成す直列形定電圧回路６と、それに対して電源
電圧Ｖｃｃを供給する経路に介挿せしめられたスイッチ
ング手段たるトランジスタＱ８と、抵抗Ｒ７、Ｒ８とか
ら構成されている。

【００１１】Ｑ４は直列形定電圧回路６の制御用のＰＮ
Ｐ型トランジスタで、エミッタが電源端子（Ｖｃｃ）に
接続され、コレクタが出力端子（Ｖｏｕｔ）に接続され
ている。この出力端子が、スイッチング手段２のバンド
ギャップリファレンス型電圧発生回路３の電源端子に接
続されている。

【００１２】Ｑ５はエミッタが電源端子（Ｖｃｃ）に接
続され、コレクタが抵抗Ｒ５の一端に接続されたＰＮＰ
トランジスタで、ベースが抵抗Ｒ１、Ｒ２から成るバイ
アス回路の出力点に接続されており、抵抗Ｒ５に所定の
電流を安定に供給して、抵抗Ｒ５に所定の基準電圧を発
生させる。該抵抗Ｒ５の他端は上記スイッチング手段Ｑ
８のコレクタに接続されている。

【００１３】Ｑ１はバッテリーセーブ回路１の出力電圧
Ｖｏｕｔを検出するためのＰＮＰトランジスタで、エミ
ッタが該バッテリーセーブ回路１の出力端子（Ｖｏｕ
ｔ）に接続され、互いに短絡されたベースコレクタは抵
抗Ｒ３を介して上記スイッチング手段Ｑ８のコレクタに
接続されている。

【００１４】Ｑ６はベースが上記トランジスタＱ１と抵
抗Ｒ３との接続点に接続されたＮＰＮトランジスタ、Ｑ
７はベースが上記トランジスタＱ５と抵抗Ｒ５との接続
点に接続されたＮＰＮトランジスタで、共にエミッタは
抵抗Ｒ４を介して上記スイッチング手段Ｑ８のコレクタ
に接続されている。該トランジスタＱ６と、Ｑ７とは上
記基準電圧（即ち、トランジスタＱ５と抵抗Ｒ５との接
続点の電位）と、上記出力電圧Ｖｏｕｔをトランジスタ
Ｑ１のＶｆシフトした電圧（即ち、トランジスタＱ１と
抵抗Ｒ１との接続点の電位）とを比較して差動増幅する
差動アンプを構成する。

【００１５】Ｑ２、Ｑ３は互いにカレントミラー接続さ
れたＰＮＰトランジスタで、トランジスタＱ６、Ｑ７の
負荷を成す。そして、トランジスタＱ３とトランジスタ
Ｑ７との接続点に上記制御用トランジスタＱ４のベース
が接続されている。

【００１６】上記スイッチング手段Ｑ８はＮＰＮトラン
ジスタで、コレクタは定電圧回路６のアース側端子に接
続され、エミッタが接地され、そして、ベースは抵抗Ｒ
６を介してスイッチング信号入力端子に接続されてい
る。該入力端子は、マイクロコンピュータ５からの電源
スイッチング用信号（ＳＷ）が入力される端子である。
Ｒ７はトランジスタＱ８のベースと接地との間に接続さ
れた抵抗である。

【００１７】次に、バッテリーセーブ回路１の動作につ
いて説明する。

【００１８】マイクロコンピュータからスイッチング用
信号が入力され、トランジスタＱ８がハイになった場合
には、該トランジスタＱ８がオンし、定電圧回路６は動
作可能な状態になる。すると、制御用トランジスタＱ４
にはトランジスタＱ７、抵抗Ｒ４、トランジスタＱ８を
通る経路が形成されるので、ベース電流が流れて該トラ
ンジスタＱ４がオンし、バッテリーセーブ回路１に入力
されたバッテリーからの電源電圧Ｖｃｃは出力端子Ｖｏ
ｕｔを通じて内部電源回路２のバンドギャップリファレ
ンス形電圧発生回路３に伝達される。

【００１９】このようなバッテリーセーブ回路１におい
ては、マイクロコンピュータ５からのスイッチング信号
（ＳＷ）がローになると、トランジスタＱ８はオフす
る。すると、制御用トランジスタＱ４にベース電流を流
す経路がトランジスタＱ８により遮断され、制御用トラ
ンジスタＱ４はカットオフされ、電源電圧Ｖｃｃの内部
電源回路２のバンドギャップリファレンス型電圧発生回
路３への伝達が為されない。

【００２０】しかも、定電圧回路６と接地との間がトラ
ンジスタＱ８により遮断されるので、定電圧回路６内に
おいては電流が一切流れず、消費電力が０になる。勿
論、トランジスタＱ８自身もオフするのでそれには電流
が流れず、また、抵抗Ｒ６、Ｒ７に対しては電流が供給
されていない状態にあるので、バッテリーセーブ回路１
における消費電力が完全に０になる。

【００２１】従って、バッテリーセーブ回路１を用いた
通信機器のオフ時における通信用ＩＣ４の消費電力を０
にすることができる。その点では優れているといえる。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図４に示すバ
ッテリーセーブ回路には、制御用トランジスタＱ４によ
る電圧降下によりバッテリーからの電源電圧が低下し、
その低下した電源電圧が内部電源回路２のバンドギャッ
プリファレンス型電圧発生回路３に印加され、バンドギ
ャップリファレンス型電圧発生回路３の動作に最低限必
要な電源電圧が高くなるという問題があった。これは、
バッテリーの電圧が例えば３Ｖと低く、ＰＨＳ、コード
レスフォン等の携帯用機器等に用いられるものに関して
は特に看過できない重大な問題である。

【００２３】即ち、図４に示すバッテリーセーブ回路
は、基本的には直列形定電圧回路６により構成されてお
り、電源電圧入力端子（Ｖｃｃ）と、出力端子（Ｖｏｕ
ｔ）との間には制御用トランジスタＱ４が介在する。従
って、これにより該トランジスタＱ４のエミッタ・コレ
クタ間電圧Ｖ_CEQ4の電圧降下が生じる。この値は、飽和
を避けるため例えば０．３〜０．４Ｖ程度に設定されて
おり（飽和の場合は略０．２Ｖ程度）、従って、０．３
〜０．４Ｖ程度電源電圧Ｖｃｃより低い電圧[ Ｖｃｃ−
Ｖ_CEQ4（＝０．３〜０．４Ｖ）] がバンドギャップリフ
ァレンス型電圧発生回路３に印加されるのである。

【００２４】そのため、バッテリーの電源電圧Ｖｃｃが
３Ｖとすると、バッテリーセーブ回路１の出力電圧Ｖｏ
ｕｔは２．７〜２．６Ｖにしかならない。一方、バンド
ギャップリファレンス型電圧発生回路３は一般に１．３
〜１．４Ｖ（２Ｖｆ）の出力電圧を発生し、それより約
１．３〜１．４Ｖ（２Ｖｆ）以上高い電圧を電源電圧と
して必要とする。従って、電源電圧Ｖｃｃが３Ｖ程度の
ときはまあまあバンドギャップリファレンス型電圧発生
回路３が正常に動作するが、バッテリーの消耗によりＶ
ｃｃがほんの僅か低下すると、バンドギャップリファレ
ンス型電圧発生回路３の正常動作を期待できなくなるの
である。

【００２５】本発明はこのような問題点を解決すべく為
されたものであり、ＩＣ内部に設けられ、ＩＣ内部の内
部電源回路を外部からの信号によりオン、オフでき、且
つオフ時におけるＩＣでの消費電力を０にできるバッテ
リーセーブ回路において、バッテリーの電源電圧を電圧
ロスを伴うことなくそのままバンドギャップリファレン
ス型電圧発生回路に印加できるようにすることを目的と
する。

【００２６】

【課題を解決するための手段】本発明バッテリーセーブ
回路は、バンドギャップリファレンス型電圧発生回路の
カレントミラー回路のエミッタ・ベース間にインピーダ
ンス手段を接続し、該インピーダンス手段に電流を流す
経路に、外部からの信号によりオンされて上記カレント
ミラー回路を動作させ上記バンドギャップリファレンス
型電圧発生回路を動作状態にするスイッチング手段を介
挿したことを特徴とする。

【００２７】従って、本発明バッテリーセーブ回路によ
れば、スイッチング手段がオフのときは、該スイッチン
グ手段自身電力を消耗しないのみならず、上記インピー
ダンス手段にも電流が流れないので、バンドギャップリ
ファレンス型電圧発生回路のカレントミラー回路のエミ
ッタ・ベース間に電圧が発生し得ない。従って、カレン
トミラー回路には電流が流れずバンドギャップリファレ
ンス型電圧発生回路が電力消費０の動作停止状態を保
つ。

【００２８】そして、バンドギャップリファレンス型電
圧発生回路へ電源電圧を伝達する経路に電圧降下を生ぜ
しめる素子を介在させないので、バッテリーセーブ回路
によって電源電圧を低下させるおそれがなく、バッテリ
ーの電圧を全く低下させること無くバンドギャップリフ
ァレンス型電圧発生回路にその電源電圧として与えるこ
とが可能になる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示実施の形態に
従って詳細に説明する。

【００３０】図１は本発明バッテリーセーブ回路の第１
の実施の形態を示す回路図である。図面において、１４
は通信用ＩＣ、１１は該通信用ＩＣ１４内のバッテリー
セーブ回路、１３は通信用ＩＣ１４内の各部分に電源電
圧あるいはリファレンス電圧を供給する内部電源回路を
成すバンドギャップリファレンス型電圧発生回路で、主
部１３ａとそれに電源電圧を伝達する（電流を供給す
る）カレントミラー回路１３ｂとからなる。

【００３１】先ず、バッテリーセーブ回路１１について
説明する。Ｑ１３はベース接地されたトランジスタで、
抵抗Ｒ１３を介して外部（例えば図１では図示しないコ
ントロール用マイクロコンピュータ）からの信号を受け
るとオンする。Ｒ１４は該トランジスタＱ１３のベース
と接地との間に接続された抵抗である。

【００３２】Ｑ１１、Ｑ１２はエミッタ同士が接続され
ると共に抵抗Ｒ１５を介して上記トランジスタＱ１３の
コレクタに接続された一対の差動トランジスタで、その
内の一方のトランジスタＱ１１はコレクタが抵抗Ｒ１６
を介して電源電圧（Ｖｃｃ）端子に接続されている。他
方のトランジスタＱ１２はコレクタが電源電圧（Ｖｃ
ｃ）端子に接続され、ベースがバンドギャップリファレ
ンス型電圧発生回路１３のカレントミラー回路１３ｂ
と、主部１３ａとの一方の接続点ａに接続されている。

【００３３】Ｒ１１は一端が電源電圧（Ｖｃｃ）端子に
接続された抵抗で、他端が抵抗Ｒ１２を介してトランジ
スタＱ１３のコレクタに接続され、該抵抗Ｒ１２とＲ１
１との接続点が上記トランジスタＱ１１のベースに接続
されている。

【００３４】次に、バンドギャップリファレンス型電圧
発生回路１３について説明する。Ｑ１５、Ｑ１６はエミ
ッタが電源電圧（Ｖｃｃ）端子に接続され、ベース同士
が接続されてカレントミラー回路１３ｂを構成するＰＮ
Ｐトランジスタで、そのエミッタ・ベース間に抵抗（特
許請求の範囲でいうインピーダンス手段）Ｒ１６が接続
されており、該抵抗Ｒ１６に電流が流れたときその端子
電圧によりベースバイアスされてバンドギャップリファ
レンス型電圧発生回路１３の主部１３ａに一対の互いに
等しい電流Ｉｏ、Ｉｏを供給する。尚、バンドギャップ
リファレンス型電圧発生回路１３の主部１３ａは一般の
ものと異なるところはないのでその説明は省略する。

【００３５】次に、回路動作の説明をする。

【００３６】先ず、コントロール信号が入力されると、
トランジスタＱ１３にベース電流が流れると、それがオ
ン状態になる。すると、抵抗Ｒ１１と、Ｒ１３からなる
バイアス回路に電流が流れ、トランジスタＱ１１がター
ンオンして抵抗Ｒ１６に電流が流れる。すると、上記カ
レントミラー回路１３ｂがターンオンし、バンドギャッ
プリファレンス型電圧発生回路１３の主部１３ａに電流
Ｉｏ、Ｉｏを供給し、その結果、該主部１３ａから出力
電圧１．３〜１．４Ｖを発生する。この出力電圧はＩＣ
内の各部分に電源電圧としてあるいはリファレンス電圧
として送られる。それと共に、トランジスタＱ１２もタ
ーンオンする。

【００３７】トランジスタＱ１１とＱ１２とは差動アン
プを成し、トランジスタＱ１２のベースが接続された接
続点ａの電位が、トランジスタＱ１１のベースが接続さ
れたところの抵抗Ｒ１１とＲ１２との接続点ｂの電位に
等しくなるようにフィードバックがかかり、安定動作状
態になる。即ち、接続点ａの電位が接続点ｂの電位より
も高くなるとトランジスタＱ１２の電流が増えその分ト
ランジスタＱ１１の電流が減り、抵抗Ｒ１６の電圧降下
が低下する。従って、トランジスタＱ１５、Ｑ１６のベ
ースバイアスが浅くなり、そのコレクタ・エミッタ間電
圧Ｖ_CEQ15 、Ｖ _CEQ16 が上がる。その結果、接続点ａの
レベルが下がる。逆に、接続点ａがｂよりも電位が低く
なると、上記差動アンプにより接続点ａのレベルを高め
るように帰還がかかる。従って、常に接続点ａは差動ア
ンプの働きにより接続点ｂと等しい電位になるように電
位をコントロールされ、バンドギャップリファレンス型
電圧発生回路１３が安定動作する。抵抗Ｒ１５はその差
動アンプのゲインを規定する。

【００３８】ところで、コントロール信号が入力されな
い状態、即ち信号がローになると、トランジスタＱ１３
がオフする。すると、トランジスタＱ１１、Ｑ１２には
電流が流れ得ない。即ち、トランジスタＱ１１、Ｑ１２
はターンオフする。その結果、抵抗Ｒ１６には電流が流
れ得ない状態になる。すると、カレントミラー回路１３
ｂを構成するトランジスタＱ１５、Ｑ１６は共に、ベー
ス・エミッタ間に電圧を受けない状態になり、ターンオ
フする。その結果、バンドギャップリファレンス型電圧
発生回路１３の主部１３ａには電流Ｉｏ、Ｉｏが供給さ
れない状態になり、バンドギャップリファレンス型電圧
発生回路１３は全く電力を消費しない状態での動作停止
状態になる。すると、ＩＣ１４にある例えば受信系、送
信系の回路は完全にオフ状態になる。

【００３９】また、バッテリーセーブ回路１１はトラン
ジスタＱ１３のオフにより上記トランジスタＱ１１、Ｑ
１２がオフするのみならず、トランジスタＱ１１をベー
スバイアスする抵抗Ｒ１１、Ｒ１２にも電流が流れなく
なるので、一切電力を消費しない状態になる。

【００４０】従って、バッテリーセーブ回路１１により
バンドギャップリファレンス型電圧発生回路１３を外部
からのコントロール信号によりオン、オフ制御すること
ができると共に、バンドギャップリファレンス型電圧発
生回路１３のオフ時における電力消費量を０にすること
ができる。従って、バッテリーの無駄な消耗を回避する
ことができ、延いては長寿命化を図ることができる。

【００４１】そして、バッテリーセーブ回路１１は図４
に示す出願済みのバッテリーセーブ回路１のように直列
形定電圧回路を用いておらず、電源電圧Ｖｃｃをバンド
ギャップリファレンス型電圧発生回路１３に伝達する経
路には電圧降下を生ぜしめる回路素子を設けていない。
従って、バッテリーからの電源電圧Ｖｃｃを何等低下さ
せること無くバンドギャップリファレンス型電圧発生回
路１３に印加することができる。即ち、従来のバッテリ
ーセーブ回路１の制御用トランジスタＱ４によるエミッ
タ・コレクタ間電圧Ｖ_CEQ4の電圧ロスをなくすことがで
き、コードレスファン等携帯用機器を使用する場合にお
いて生じるバッテリーの電圧の低下に関しての許容範囲
をその分広くすることができるのである。

【００４２】図２はバンドギャップリファレンス型電圧
発生回路１３がオフしその出力電圧が０Ｖになった場合
に動作を停止し消費電力が完全に０になる受或いは送信
回路の一つの具体例を示す回路図である。

【００４３】この回路は新規な回路ではなく、これに本
発明の本質が有るわけではないので詳細な説明をしない
が、簡単に説明をする。

【００４４】バンドギャップリファレンス型電圧発生回
路１３からリファレンス電圧が出力が発生すると、それ
に伴ってトランジスタＱａがオンし、その結果、トラン
ジスタＱｂがオンする。すると、該トランジスタＱｃ、
Ｑｄがオンし、入力本信号Ｖｉｎが増幅されて出力信号
Ｖｏｕｔとなる。

【００４５】ところが、図２では図示しないバッテリー
セーブ回路１１によりバンドギャップリファレンス型電
圧発生回路１３がリファレンス電圧を発生しない状態に
なると、トランジスタＱａがオフし、トランジスタＱｂ
がオフするので、その結果、トランジスタＱｃ、Ｑｄが
オフする。すると入力本信号Ｖｉｎを増幅する増幅回路
には電流が流れ得ず、消費電流０の状態で動作を停止す
る。従って、ＩＣ内における消費電力は０にでき得る。

【００４６】

【発明の効果】本発明バッテリーセーブ回路によれば、
スイッチング手段がオフのときは、該スイッチング手段
自身電力を消耗しないのみならず、上記インピーダンス
手段にも電流が流れないので、バンドギャップリファレ
ンス型電圧発生回路のカレントミラー回路のエミッタ・
ベース間に電圧が発生し得ない。従って、カレントミラ
ー回路には電流が流れずバンドギャップリファレンス型
電圧発生回路が電力消費０での動作停止状態を保つ。

【００４７】そして、バンドギャップリファレンス型電
圧発生回路へ電源電圧を伝達する経路に電圧降下を生ぜ
しめる手段を介在させないので、バッテリーセーブ回路
によって電源電圧を低下させるおそれがなく、従って、
バッテリーの電圧を全く低下させること無くバンドギャ
ップリファレンス型電圧発生回路にその電源電圧として
与えることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明バッテリーセーブ回路の第１の実施の形
態を示す回路図である。

【図２】図１に示したバッテリーセーブ回路によりバン
ドギャップリファレンス型電圧発生回路が出力電圧をリ
ファレンス電圧として受け、該電圧が０Ｖになると消費
電力が０になる送或いは受信回路の具体例を示す回路図
である。

【図３】通信機器の従来例の概略構成を示す回路ブロッ
ク図である。

【図４】（Ａ）、（Ｂ）は既に開発及び出願済みのバッ
テリーセーブ回路を説明するためのもので、（Ａ）はバ
ッテリーセーブ回路の回路図、（Ｂ）は該バッテリーセ
ーブ回路を用いた機器（通信機器）の概略構成を示す回
路ブロック図である。

【符号の説明】

１１・・・バッテリーセーブ回路、１３・・・バンドギ
ャップリファレンス型電圧発生回路、１３ａ・・・主
部、１３ｂ・・・主部に電源電圧を伝達するカレントミ
ラー回路、Ｑ１３・・・スイッチング手段、Ｒ１６・・
・インピーダンス手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バンドギャップリファレンス型電圧発生
   回路の主部に対してバッテリーからの電源電圧を伝達す
   るカレントミラー回路のエミッタ・ベース間に接続され
   たインピーダンス手段と、 上記インピーダンス手段に電流を流す経路に介挿され、
   外部からの信号によりオンされて上記カレントミラー回
   路を動作させ上記バンドギャップリファレンス型電圧発
   生回路を動作状態にするスイッチング手段と、 を有することを特徴とするバッテリーセーブ回路。