JP2001103661A - Power supply circuit - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、乾電池等の一次電
池を主電源とする電子機器において、当該乾電池等が使
用可能状態となっている期間を従来のものより長くする
ことができる電源回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply circuit for an electronic device which uses a primary battery such as a dry battery as a main power source, and in which the period during which the dry battery or the like can be used is longer than that of a conventional one. .
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年における携帯型及び可搬型の電子機
器の発達に伴い、乾電池等の一次電池を電気エネルギー
の供給源として利用する機器が増加している。2. Description of the Related Art With the development of portable and portable electronic devices in recent years, devices using a primary battery such as a dry battery as a source of electric energy are increasing.
【０００３】多くの電子機器、特にデジタル信号処理部
を搭載する電子機器では、電池から供給される電気エネ
ルギーを回路の動作に必要な所定の定電圧に変換し、こ
れをデジタル信号処理部等へ供給している。[0003] In many electronic devices, particularly electronic devices equipped with a digital signal processing unit, electric energy supplied from a battery is converted into a predetermined constant voltage required for the operation of a circuit, and the converted voltage is supplied to a digital signal processing unit and the like. Supplying.
【０００４】このような電圧変換部には、変換効率を上
げる目的で、最近はスイッチング・レギュレータを用い
るものが多くなっている。In recent years, many voltage converters use a switching regulator in order to increase conversion efficiency.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、スイッ
チング・レギュレータには以下のような動作上の特性が
ある。However, the switching regulator has the following operational characteristics.
【０００６】１）電源投入時の突入電流が大きい。1) The inrush current when the power is turned on is large.
【０００７】２）スイッチング・レギュレータからの出
力電圧値を保持するために、入力電圧の低下に反比例し
て入力電流が増大する。2) In order to maintain the output voltage value from the switching regulator, the input current increases in inverse proportion to the decrease in the input voltage.
【０００８】従来の電源回路において、乾電池を入力電
源として使用する場合は、電池の消耗によって電圧低下
が生じたとき、または電池の内部抵抗が増加した状態の
ときに、電源を投入すると、突入電流により供給電圧が
低下し、スイッチング・レギュレータは出力電圧値を保
持しようとして、供給電圧の低下値に反比例させて増加
した値の入力電流を電池から取り出そうとする。In a conventional power supply circuit, when a dry battery is used as an input power supply, when the power supply is turned on when the voltage drops due to the consumption of the battery or when the internal resistance of the battery is increased, an inrush current is generated. As a result, the supply voltage decreases, and the switching regulator tries to maintain the output voltage value, and tries to extract an input current having a value increased in inverse proportion to the decrease value of the supply voltage from the battery.
【０００９】入力電流が増加すると、増加した電池の内
部抵抗の影響により、電池からの供給電圧が更に低下
し、これによって供給電流が更に増加するという悪循環
に陥る。When the input current increases, the supply voltage from the battery further decreases due to the effect of the increased internal resistance of the battery, thereby causing a vicious circle in which the supply current further increases.
【００１０】このような状況に陥った場合は、その電源
回路の負荷となる機器は動作せず、電源部と電池の間で
電池が消耗し尽くしてしまうまで大電流が流れ続け、機
器の障害発生及び電池の発熱を惹起する二重の障害が発
生する。[0010] In such a situation, a device that is a load of the power supply circuit does not operate, and a large current continues to flow between the power supply unit and the battery until the battery is exhausted. A double fault occurs which causes the generation and battery heating.
【００１１】具体的な一例としては、単４型マンガン乾
電池を４本直列に接続した直流６Ｖを電源として、スイ
ッチング・レギュレータにより直流５Ｖの定電圧に変換
し、約３０ｍＡ必要とする電子回路に電源を供給した場
合に、その電子回路の駆動による消耗で無負荷時の電圧
が約５．５Ｖに低下した段階で、電源投入後にスイッチ
ング・レギュレータから負荷へ供給する出力電圧値が規
定電圧値まで上昇できないため、負荷の機器が動作しな
いにも拘わらず乾電池からは４００ｍＡ近い大電流が流
れ続け、乾電池が発熱する現象が発生した。As a specific example, as a power supply, a switching regulator is used to convert a constant voltage of 5 V DC to a constant voltage of 5 V DC, using four AAA-size manganese dry cells connected in series as a power supply. When the voltage at no load is reduced to about 5.5 V due to consumption by driving the electronic circuit when the power supply is supplied, the output voltage value supplied from the switching regulator to the load after power-on increases to the specified voltage value. Since the load cannot be operated, a large current of about 400 mA continues to flow from the dry battery even though the load device does not operate, causing a phenomenon that the dry battery generates heat.
【００１２】負荷の機器が動作しなくなる電圧値である
５．５Ｖの値は、１本の乾電池の電圧値に換算すると、
５．５÷４＝約１．３７Ｖであり、乾電池メーカの公表
している標準放電カーブでみると、終止電圧に至る時間
の１／３の時点で電池が使用不能となることとなり、電
池の使用効率が非常に悪い。A value of 5.5 V, which is a voltage value at which the load device does not operate, is converted into a voltage value of one dry battery.
5.5 ÷ 4 = approximately 1.37 V. According to the standard discharge curve published by the battery manufacturer, the battery becomes unusable at one-third of the time required to reach the final voltage. Very poor use efficiency.
【００１３】本発明は、上述のような問題を解決するた
めになされたものであり、本発明の目的は、乾電池等の
一次電池が使用可能状態となっている期間を従来のもの
より長くすることができ、乾電池等の一次電池を有効に
使用することができる電源回路を提供することを目的と
する。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and an object of the present invention is to make a period in which a primary battery such as a dry battery can be used longer than that of a conventional battery. It is an object of the present invention to provide a power supply circuit capable of effectively using a primary battery such as a dry battery.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明は、乾電池等の一
次電池を主電源とする電子機器に用いられる電源回路に
関し、本発明の目的は、１次電池からの電力供給を開閉
する１次スイッチと、前記１次電池から供給される電力
を前記１次スイッチを介して入力して所定の電圧に変換
して出力する電圧変換部と、前記電圧変換部から出力さ
れた電荷を蓄積する蓄電部と、前記電圧変換部から前記
蓄電部を介しての負荷への電力供給を開閉する２次スイ
ッチと、前記１次スイッチが開状態となった時から所定
時間経過後に前記２次スイッチを開状態にする遅延回路
と、備えることにより達成される。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a power supply circuit for use in an electronic apparatus which uses a primary battery such as a dry battery as a main power supply, and an object of the present invention is to provide a primary circuit for opening and closing power supply from a primary battery. A switch, a voltage converter for inputting electric power supplied from the primary battery through the primary switch, converting the electric power into a predetermined voltage, and outputting the voltage, and an electric storage for accumulating electric charges output from the voltage converter. Unit, a secondary switch for opening and closing power supply from the voltage conversion unit to the load via the power storage unit, and opening the secondary switch after a lapse of a predetermined time from when the primary switch is opened. This is achieved by providing a delay circuit for setting a state.
【００１５】また、本発明の上記目的は、前記電圧変換
部がスイッチング・レギュレータであり、前記蓄電部
は、コンデンサであることで、より効果的に達成され
る。Further, the above object of the present invention is achieved more effectively when the voltage conversion section is a switching regulator and the power storage section is a capacitor.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】上述したように、電池の消耗によ
って、出力電圧が低電圧（例えば、直流５．５Ｖ程度の
状態）となった電池でも、電源投入後に何らかの方法で
負荷に印加する電圧を、負荷側が正常に動作する電圧ま
で高める手段を講ずると、負荷側の電流は低電流（例え
ば、約３０ｍＡ）に落ちつき、これにより電池からの供
給電流が定常時の値に戻り、電池電圧が（見かけ上）回
復するので、その電池が充分使用に耐える状態となる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As described above, even when a battery whose output voltage becomes low (for example, about 5.5 V DC) due to consumption of the battery, the voltage applied to the load by any method after the power is turned on. If a measure is taken to increase the voltage to a voltage at which the load side operates normally, the current on the load side settles to a low current (for example, about 30 mA), whereby the supply current from the battery returns to the steady state value, and the battery voltage decreases. Since the battery is recovered (apparently), the battery is in a state where it can sufficiently withstand use.
【００１７】そこで、本発明は、スイッチング・レギュ
レータを電圧変換部として使用しても、上述した終止電
圧に至る時間の１／３の時点で電池が使用不能となる電
池の使用効率の低下、電池の発熱、負荷となる機器の障
害発生などを回避することができ、電池の定格終止電圧
まで、電源投入により負荷の機器を駆動するに必要な出
力電圧を得ることができる電源回路であることを特徴と
している。Accordingly, the present invention provides a method for reducing the use efficiency of a battery in which the battery becomes unusable at one-third of the time required to reach the cutoff voltage even when the switching regulator is used as a voltage converter. Power supply circuit that can avoid the heat generation of the load and the occurrence of failure of the load device, and can obtain the output voltage required to drive the load device by turning on the power up to the rated cut-off voltage of the battery. Features.
【００１８】以下に、発明の実施の形態を図面を参照し
て説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る電源回
路を示すブロック図である。図２は、図１に示す電源回
路の動作を示す特性図であり、乾電池からの供給電流及
び供給電圧を時間経過に沿って示したものである。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a power supply circuit according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a characteristic diagram showing the operation of the power supply circuit shown in FIG. 1, and shows the supply current and the supply voltage from the dry battery over time.
【００１９】本電源回路は、図１に示すようにスイッチ
ング・レギュレータ３と負荷６との間に、蓄電部４と、
電源スイッチ２により起動され一定間隔の時間遅れを発
生する遅延回路７により差動する２次スイッチ５を設け
ている。As shown in FIG. 1, the power supply circuit includes a power storage unit 4 between a switching regulator 3 and a load 6;
A secondary switch 5 is provided which is activated by the power switch 2 and is differentially operated by a delay circuit 7 which generates a time delay at a constant interval.
【００２０】すなわち本電源回路は、１次電池である乾
電池１からの電力供給を開閉する電源スイッチ２と、乾
電池１から供給される電力を電源スイッチ２を介して入
力して所定の電圧に変換して出力する電圧変換部となる
スイッチング・レギュレータ３と、スイッチング・レギ
ュレータ３から出力された電荷を蓄積する蓄電部４と、
スイッチング・レギュレータ３から蓄電部４を介しての
負荷６への電力供給を開閉する２次スイッチ５と、電源
スイッチ２が開状態となった時から所定時間経過後に２
次スイッチ５を開状態にする遅延回路７と、備える。That is, the present power supply circuit includes a power switch 2 for opening and closing power supply from a dry battery 1 as a primary battery, and a power supplied from the dry battery 1 input through the power switch 2 to convert the power to a predetermined voltage. A switching regulator 3 serving as a voltage conversion unit for outputting the output, a power storage unit 4 for storing the charge output from the switching regulator 3,
A secondary switch 5 for opening and closing the power supply from the switching regulator 3 to the load 6 via the power storage unit 4, and a secondary switch 5 after a predetermined time has elapsed since the power switch 2 was opened.
A delay circuit for opening the next switch;
【００２１】次に、本電源回路の動作について説明す
る。図１において、電源スイッチ２を投入すると、先ず
スイッチング・レギュレータ３が作動し、図２に示す突
入電流ａが流れる。Next, the operation of the power supply circuit will be described. In FIG. 1, when the power switch 2 is turned on, the switching regulator 3 operates first, and the rush current a shown in FIG. 2 flows.
【００２２】この時点では、２次スイッチ５が開状態と
なっているので、負荷６が本電源回路に接続されず、ス
イッチング・レギュレータ３からの出力は蓄電部４に充
電されるのみとなる。そこで、乾電池１からの供給電流
は、図２に示すように、時間経過と共に徐々に減少し、
これにより乾電池１からの供給電圧も回復する。At this time, since the secondary switch 5 is in the open state, the load 6 is not connected to the power supply circuit, and the output from the switching regulator 3 only charges the power storage unit 4. Therefore, the supply current from the dry battery 1 gradually decreases with time, as shown in FIG.
As a result, the supply voltage from the dry battery 1 is also restored.
【００２３】遅延回路２は、電源スイッチ２の投入と同
時に動作を開始し、予め設定されている一定時間の後
に、２次スイッチ５を投入（差動）する。The delay circuit 2 starts operating at the same time when the power switch 2 is turned on, and turns on (differs) the secondary switch 5 after a predetermined period of time.
【００２４】２次スイッチ５の投入により負荷６に電流
が供給され、突入電流が流れるが、この電流の大部分が
蓄電部４に蓄えられた電荷から供給されるので、乾電池
１から出力される突入電流（図２の突入電流ｂ）は抑え
られる。したがって、２次スイッチ５の投入時の乾電池
１の電圧低下も、使用可能電圧（例えば５．５Ｖ）まで
直ちに回復し、負荷６を動作させることが可能となる。When the secondary switch 5 is turned on, a current is supplied to the load 6 and an inrush current flows. Since most of this current is supplied from the electric charge stored in the power storage unit 4, the current is output from the dry battery 1. The rush current (rush current b in FIG. 2) is suppressed. Therefore, the voltage drop of the dry battery 1 when the secondary switch 5 is turned on is immediately recovered to a usable voltage (for example, 5.5 V), and the load 6 can be operated.
【００２５】本電源回路の具体例としては、蓄電部４に
９４０μＦのコンデンサを用い、遅延回路７において約
２．５秒の遅延時間を設ける。これにより、単４マンガ
ン乾電池を４本直列接続して乾電池１とした場合に、そ
の乾電池１の供給電圧値（負荷時）が直流約３Ｖに至る
まで負荷６の機器を動作可能状態にさせることができ
た。As a specific example of the power supply circuit, a 940 μF capacitor is used for the power storage unit 4 and a delay time of about 2.5 seconds is provided in the delay circuit 7. In this way, when four AAA manganese dry batteries are connected in series to make the dry battery 1, the load 6 device can be operated until the supply voltage value (at the time of load) of the dry battery 1 reaches about 3V DC. Was completed.
【００２６】この乾電池１の供給電圧値３Ｖの値は、１
本の乾電池の電圧値に換算すると、３÷４＝約０．７５
Ｖである。これは乾電池メーカが公表している単４マン
ガン乾電池の標準放電カーブの終端電圧が直流０．８〜
０．７Ｖであることから考察すると、乾電池の容量をほ
ぼ１００％有効に利用していると推定することができ
る。The value of the supply voltage 3 V of the dry battery 1 is 1
When converted to the voltage value of one dry battery, 3 ÷ 4 = about 0.75
V. This is because the terminal voltage of the standard discharge curve of AAA manganese batteries published by battery manufacturers is 0.8 to DC.
Considering that the voltage is 0.7 V, it can be estimated that almost 100% of the capacity of the dry battery is effectively used.
【００２７】これらにより、本発明に係る電源回路は、
乾電池等の一次電池を主電源とし、デジタル信号処理部
を搭載する機器等に一定電圧を供給する電源として本電
源回路を使用することにより、乾電池等の一次電池を１
００％近く有効利用することができるので、一組の乾電
池等の一次電池を負荷となる機器で従来よりも長い時間
使用することができ、使用済み乾電池の廃棄量を低減す
ることができる。Thus, the power supply circuit according to the present invention
A primary battery such as a dry battery is used as a main power source, and the power supply circuit is used as a power source for supplying a constant voltage to a device having a digital signal processing unit.
Since it is possible to effectively use nearly 00%, it is possible to use a set of primary batteries such as dry batteries for a longer time than before in a load device, thereby reducing the amount of used dry batteries to be discarded.
【００２８】[0028]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、乾電池等
の一次電池が使用可能状態となっている期間を従来のも
のより長くすることができ、乾電池等の一次電池を有効
に使用することができる電源回路を提供することができ
る。As described above, according to the present invention, the period in which a primary battery such as a dry battery can be used can be made longer than that of a conventional battery, and the primary battery such as a dry battery can be used effectively. And a power supply circuit capable of providing the same.
【図１】本発明の実施の形態に係る電源回路を示すブロ
ック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a power supply circuit according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１に示す電源回路の動作を示す特性図であ
り、乾電池からの供給電流及び供給電圧を時間経過に沿
って示したものである。FIG. 2 is a characteristic diagram illustrating an operation of the power supply circuit illustrated in FIG. 1, and illustrates supply current and supply voltage from a dry battery over time.
１ 乾電池（電源） ２ 電源スイッチ ３ スイッチング・レギュレータ（電圧変換部） ４ 蓄電部 ５ ２次スイッチ ６ 負荷 ７ 遅延回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Dry battery (power supply) 2 Power switch 3 Switching regulator (voltage conversion part) 4 Power storage part 5 Secondary switch 6 Load 7 Delay circuit
Claims (2)
スイッチと、前記１次電池から供給される電力を前記１
次スイッチを介して入力して所定の電圧に変換して出力
する電圧変換部と、前記電圧変換部から出力された電荷
を蓄積する蓄電部と、前記電圧変換部から前記蓄電部を
介しての負荷への電力供給を開閉する２次スイッチと、
前記１次スイッチが開状態となった時から所定時間経過
後に前記２次スイッチを開状態にする遅延回路と、備え
ることを特徴とする電源回路。A primary switch for opening and closing power supply from the primary battery; and a power switch for supplying power from the primary battery to the primary switch.
A voltage conversion unit that inputs the signal through the next switch, converts the voltage into a predetermined voltage, and outputs the voltage; a power storage unit that stores the charge output from the voltage conversion unit; A secondary switch for opening and closing the power supply to the load;
A power supply circuit, comprising: a delay circuit that opens the secondary switch after a lapse of a predetermined time from when the primary switch is opened.
ュレータであり、前記蓄電部は、コンデンサである請求
項１に記載の電源回路。2. The power supply circuit according to claim 1, wherein the voltage conversion unit is a switching regulator, and the power storage unit is a capacitor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27612299A JP2001103661A (en) | 1999-09-29 | 1999-09-29 | Power supply circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27612299A JP2001103661A (en) | 1999-09-29 | 1999-09-29 | Power supply circuit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001103661A true JP2001103661A (en) | 2001-04-13 |
Family
ID=17565108
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27612299A Pending JP2001103661A (en) | 1999-09-29 | 1999-09-29 | Power supply circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001103661A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008209056A (en) * | 2007-02-26 | 2008-09-11 | Rinnai Corp | Gas cooking appliance |
-
1999
- 1999-09-29 JP JP27612299A patent/JP2001103661A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008209056A (en) * | 2007-02-26 | 2008-09-11 | Rinnai Corp | Gas cooking appliance |
| JP4527128B2 (en) * | 2007-02-26 | 2010-08-18 | リンナイ株式会社 | Gas cooking equipment |
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