JP2002043958A - Mobile wireless device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電源電池を用いる
携帯型無線装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a portable wireless device using a power supply battery.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来から携帯型無線装置の電源として種
々の電池が用いられている。例えばニッケルカドミウム
電池は内部抵抗が低く、使用温度範囲が広いうえ、大電
流の放電に適しているので漁業無線機など業務用の無線
装置に用いられている。また、リチウムイオン電池は公
称電圧３．０Ｖが得られ、容量が大きく、エネルギー密
度が高いため、携帯電話機などに用いられている。2. Description of the Related Art Conventionally, various batteries have been used as power supplies for portable radio apparatuses. For example, a nickel cadmium battery has a low internal resistance, has a wide operating temperature range, and is suitable for discharging a large current, and is therefore used for commercial radio equipment such as a fishery radio. Lithium-ion batteries have a nominal voltage of 3.0 V, have a large capacity, and have a high energy density, and are therefore used in mobile phones and the like.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、リチウムイ
オン電池は体積エネルギー密度および重量エネルギー密
度がそれぞれ高いため、携帯型無線装置のさらなる小形
軽量化のために極めて有用な電池である。The lithium ion battery, which has a high volume energy density and a high weight energy density, is a very useful battery for further reducing the size and weight of a portable wireless device.
【０００４】しかし、リチウムイオン電池は内部抵抗が
大きいため、大電流を流すと大きな電圧低下が発生す
る。このため、送信電流が大きな業務用の無線装置には
用いられていなかった。また、リチウムイオン電池は電
池温度が低下するほど電圧低下が大きくなるため、低温
環境下では適さなかった。However, since a lithium ion battery has a large internal resistance, a large current causes a large voltage drop. For this reason, it has not been used in a commercial wireless device having a large transmission current. In addition, a lithium ion battery is not suitable in a low temperature environment because the voltage drop increases as the battery temperature decreases.
【０００５】図４は、電池温度に対するリチウムイオン
電池の電圧低下量を示す特性図で、電源電圧７．５Ｖ、
負荷電流２．２Ａのときの例を示している。このグラフ
から明らかなように、電圧低下量は電池温度２０℃で約
１Ｖ、−１０℃で約１．８Ｖとなる。このため電源電圧
は電池温度２０℃で約６．５Ｖ、電池温度−１０℃で約
５．７Ｖに低下し、状況によっては無線装置が通話不可
能になることが予想される。FIG. 4 is a characteristic diagram showing the amount of voltage drop of the lithium ion battery with respect to the battery temperature.
An example when the load current is 2.2 A is shown. As is clear from this graph, the amount of voltage drop is about 1 V at a battery temperature of 20 ° C. and about 1.8 V at a battery temperature of −10 ° C. For this reason, the power supply voltage drops to about 6.5 V at a battery temperature of 20 ° C. and to about 5.7 V at a battery temperature of −10 ° C., and depending on the situation, it is expected that the wireless device will be unable to talk.
【０００６】本発明は、このような従来の課題を解決す
るためになされたもので、電源電池の低温環境下での放
電と電圧降下とを最小限に抑え、低温環境下でも使用で
きる携帯型無線装置を提供するものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a conventional problem, and minimizes discharge and voltage drop of a power battery in a low-temperature environment, and is a portable type battery that can be used in a low-temperature environment. A wireless device is provided.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明の携帯型無線装置
は、送信信号を増幅しアンテナ回路に出力する電力増幅
回路と、電力増幅回路の送信出力を検波し基準電圧と比
較して電力増幅回路の制御電圧を一定値に保持すること
で送信出力が一定になるように制御すると共に電力増幅
回路の終段電流が所定値を超えると制御電圧を低下させ
終段電流が所定値以下になるように抑制する送信電力制
御回路と、電源電圧を供給する電池の電池温度を検出し
電池温度の低下に応じて基準電圧を低下させることで電
力増幅回路の送信電力を低下させる温度制御回路とを有
している。A portable wireless device according to the present invention comprises a power amplifier circuit for amplifying a transmission signal and outputting the amplified signal to an antenna circuit; a power amplifier for detecting a transmission output of the power amplifier circuit and comparing the detected power with a reference voltage; By controlling the control voltage of the circuit at a constant value, the transmission output is controlled to be constant, and when the final stage current of the power amplifier circuit exceeds a predetermined value, the control voltage is reduced and the final stage current falls below the predetermined value. And a temperature control circuit that detects the battery temperature of the battery that supplies the power supply voltage and lowers the reference voltage according to the decrease in the battery temperature, thereby lowering the transmission power of the power amplifier circuit. Have.
【０００８】この構成により、低温環境下において電池
温度が低下し、電池内部での電圧降下量が増大した場合
には、送信電力を低下させることで送信能力を維持する
ことができることとなる。With this configuration, when the battery temperature drops in a low-temperature environment and the amount of voltage drop inside the battery increases, the transmission capability can be maintained by lowering the transmission power.
【０００９】また、本発明の携帯型無線装置は、電源電
池としてリチウムイオン電池を用いた構成を有してい
る。The portable wireless device of the present invention has a configuration using a lithium ion battery as a power supply battery.
【００１０】この構成により、電池温度が低下するほど
電圧低下量が大きくなるリチウムイオン電池を電源電池
として用いても、送信電力を低下させることで送信能力
を維持することができることとなる。[0010] With this configuration, even if a lithium ion battery whose voltage drop increases as the battery temperature decreases is used as a power supply battery, the transmission capability can be maintained by reducing the transmission power.
【００１１】また、本発明の携帯型無線装置は、温度制
御回路が電池の種類に応じて送信電力を制御する構成を
有している。Further, the portable wireless device of the present invention has a configuration in which the temperature control circuit controls the transmission power in accordance with the type of the battery.
【００１２】この構成により、電池の種類に応じて異な
る電池温度に対する電圧低下量から送信電力を低下させ
ることで送信能力を維持することができることとなる。With this configuration, the transmission capability can be maintained by reducing the transmission power from the amount of voltage drop for different battery temperatures according to the type of battery.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を用いて説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１４】図１は、本発明による携帯型無線装置の一
実施の形態を示すブロック図で、無線機本体１にリチウ
ムイオン電池が内蔵された電池パック２を装着した構成
を示している。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a portable wireless device according to the present invention, and shows a configuration in which a battery pack 2 containing a lithium ion battery is mounted on a wireless device main body 1.
【００１５】無線機本体１は、送信用の高周波信号を生
成する送信信号生成部１１と、この高周波信号を無線送
信レベルにまで増幅する電力増幅回路（ＰＡモジュー
ル）１２と、増幅した高周波信号をアンテナＡＴに供給
するアンテナ回路１３と、ＰＡモジュール１２の送信電
力を制御する送信電力制御回路１４と、電池パック２か
らの端子電圧を送信電力制御回路１４をはじめとする各
部に供給する電源部１５とを備えている。The radio main unit 1 includes a transmission signal generation unit 11 for generating a high-frequency signal for transmission, a power amplifier circuit (PA module) 12 for amplifying the high-frequency signal to a radio transmission level, and a radio-frequency signal. An antenna circuit 13 that supplies the antenna AT; a transmission power control circuit 14 that controls the transmission power of the PA module 12; and a power supply unit 15 that supplies the terminal voltage from the battery pack 2 to each unit including the transmission power control circuit 14. And
【００１６】また、無線機本体１は電池パック２内のリ
チウムイオン電池の温度を測定するサーミスタからの出
力をディジタル信号に変換するアナログ／ディジタル変
換器（ＡＤコンバータ）１６と、ＡＤコンバータ１６か
ら出力されるディジタル信号を受け取るコンピュータ
（ＣＰＵ）１７と、ＣＰＵ１７に接続され基準電圧デー
タを格納するメモリ部１８と、ＣＰＵ１７がメモリ部１
８から読み出した基準電圧データをアナログ信号に変換
して送信電力制御回路１ｄに基準電圧として供給するア
ナログ／ディジタル変換器（ＤＡコンバータ）１９とを
備えている。ＡＤコンバータ１６、ＣＰＵ１７、メモリ
部１８およびＤＡコンバータ１９によって温度制御回路
２０を構成している。The radio unit 1 has an analog / digital converter (AD converter) 16 for converting an output from a thermistor for measuring the temperature of the lithium ion battery in the battery pack 2 into a digital signal, and an output from the AD converter 16. (CPU) 17 for receiving a digital signal to be transmitted, a memory unit 18 connected to the CPU 17 for storing reference voltage data, and a CPU 17
And an analog / digital converter (DA converter) 19 that converts the reference voltage data read from 8 into an analog signal and supplies it as a reference voltage to the transmission power control circuit 1d. The temperature control circuit 20 is constituted by the AD converter 16, the CPU 17, the memory unit 18, and the DA converter 19.
【００１７】図２に送信電力制御回路１４の詳細を示
す。送信電力制御回路１４は、ＰＡモジュール１２から
出力される高周波電力の一部を方向性結合器などで取り
出して検波するコンデンサＣ１、ダイオードＤ１および
コンデンサＣ２と、その検波出力にバイアス電圧を付与
する分圧抵抗Ｒ１およびＲ２と、差動増幅器を構成する
トランジスタＱ１およびＱ２とを備え、トランジスタＱ
２のベースに検波出力が入力される構成を有している。FIG. 2 shows the transmission power control circuit 14 in detail. The transmission power control circuit 14 includes a capacitor C1, a diode D1, and a capacitor C2 for extracting a part of the high-frequency power output from the PA module 12 with a directional coupler or the like and detecting the extracted power, and for applying a bias voltage to the detection output. Comprising piezoresistors R1 and R2 and transistors Q1 and Q2 forming a differential amplifier.
2 has a configuration in which the detection output is input to the base.
【００１８】また、トランジスタＱ１およびＱ２のエミ
ッタは抵抗Ｒ３を介して接地され、トランジスタＱ１の
ベースはＤＡコンバータ１ｊに接続されている。また、
トランジスタＱ１のコレクタはトランジスタＱ３のベー
スに接続されている。The emitters of the transistors Q1 and Q2 are grounded via a resistor R3, and the base of the transistor Q1 is connected to a DA converter 1j. Also,
The collector of transistor Q1 is connected to the base of transistor Q3.
【００１９】トランジスタＱ３は、そのコレクタがＰＡ
モジュール１２の制御端子に接続され、エミッタがＰＡ
モジュール１２の終段に接続されると共に抵抗Ｒ５を経
て電源Ｖccに接続されている。また、トランジスタＱ３
のベースはダイオードＤ２および抵抗Ｒ６からなる直列
回路を経て同じく電源Ｖccに接続されている。The transistor Q3 has a collector PA
Is connected to the control terminal of the module 12 and the emitter is PA
It is connected to the last stage of the module 12 and to the power supply Vcc via the resistor R5. Also, the transistor Q3
Is connected to a power source Vcc via a series circuit including a diode D2 and a resistor R6.
【００２０】次に、本実施の形態による携帯型無線装置
の動作について説明する。送信電力制御回路１４はＰＡ
モジュール１２の出力端子から出力された送信出力を、
コンデンサＣ１を通じてダイオードＤ１で検波し、抵抗
Ｒ１およびＲ２で作られたバイアス電圧と共に差動増幅
器を構成する反転入力側のトランジスタＱ２のベースに
入力する。Next, the operation of the portable wireless device according to the present embodiment will be described. The transmission power control circuit 14
The transmission output output from the output terminal of the module 12 is
The signal is detected by the diode D1 through the capacitor C1, and is inputted to the base of the transistor Q2 on the inverting input side constituting the differential amplifier together with the bias voltage generated by the resistors R1 and R2.
【００２１】差動増幅器の非反転側のトランジスタＱ１
のベースには、ＤＡコンバータ１９から基準となる直流
電圧が与えられており、ベース電流が流れることでエミ
ッタ電流ｉａが流れている。このエミッタ電流ｉａとト
ランジスタＱ２のエミッタ電流ｉｂにより発生する抵抗
Ｒ３の両端電圧で差動増幅器は安定し、トランジスタＱ
３と、ダイオードＤ２および抵抗Ｒ６の直列回路とから
一定の電流ｉｃを引き出している。The transistor Q1 on the non-inverting side of the differential amplifier
Is supplied with a reference DC voltage from the DA converter 19, and the base current flows, so that the emitter current ia flows. The differential amplifier is stabilized by the voltage across the resistor R3 generated by the emitter current ia and the emitter current ib of the transistor Q2.
3, and a constant current ic is drawn from the series circuit of the diode D2 and the resistor R6.
【００２２】トランジスタＱ３はベース電流ｉｄにより
コレクタ電流が決まり、ＰＡモジュール１２の制御端子
に電圧Ｖapc を加えている。この結果、ＰＡモジュール
１２は一定の出力を出力端子から出力することとなる。The collector current of the transistor Q3 is determined by the base current id, and a voltage Vapc is applied to the control terminal of the PA module 12. As a result, the PA module 12 outputs a constant output from the output terminal.
【００２３】正常な送信電流値では、トランジスタＱ１
のエミッタ電流ｉａでＰＡモジュール１２の制御端子の
電圧（トランジスタＱ３のコレクタ電圧）が決定され
る。ＰＡモジュール１２の終段電流ｉｅがある値以上に
増加すると、例えば送信出力が極端に上昇した場合、あ
るいはアンテナ負荷が極端に変化して終段電流ｉｅがあ
る値を超えた場合は、抵抗Ｒ５の両端電圧が増加するの
で、トランジスタＱ３のコレクタ電圧が低下する。In a normal transmission current value, the transistor Q1
Of the control terminal of the PA module 12 (collector voltage of the transistor Q3) is determined by the emitter current ia. If the final current ie of the PA module 12 increases beyond a certain value, for example, if the transmission output rises extremely, or if the antenna load extremely changes and the final current ie exceeds a certain value, the resistance R5 , The collector voltage of the transistor Q3 decreases.
【００２４】このとき、ダイオードＤ２および抵抗Ｒ６
の直列回路の両端電圧は一定であるが、トランジスタＱ
３のコレクタ電圧が低下したため、トランジスタＱ３の
ベース・エミッタ間電圧が小さくなり、トランジスタＱ
３のベース電流ｉｄが減少して、トランジスタＱ３のコ
レクタ電流が低下する。この結果、ＰＡモジュール１２
の制御端子の電圧Ｖapc が低下し、送信出力が下げられ
るため、終段電流ｉｅを抑えることができる。At this time, the diode D2 and the resistor R6
Is constant, but the transistor Q
3, the base-emitter voltage of the transistor Q3 decreases, and the transistor Q3
3, the base current id of the transistor Q3 decreases, and the collector current of the transistor Q3 decreases. As a result, the PA module 12
, The voltage Vapc of the control terminal of FIG. 4 decreases, and the transmission output decreases, so that the final-stage current ie can be suppressed.
【００２５】ところで、電源電圧７．５Ｖで５Ｗ程度の
出力が得られるＰＡモジュール１２を使用した場合、電
池温度が０℃より低下すると電池の内部抵抗の影響が大
きくなり、電池内部での電圧降下が大きくなるため、電
源電圧が低下する。When using a PA module 12 capable of obtaining an output of about 5 W at a power supply voltage of 7.5 V, when the battery temperature falls below 0 ° C., the effect of the internal resistance of the battery increases, and the voltage drop inside the battery decreases. , The power supply voltage decreases.
【００２６】そこで、ＣＰＵ１７は内蔵のＡＤコンバー
タを介して電池パック２内のサーミスタからの出力を観
測し、その出力から電池温度を検出する。すなわち、メ
モリ部１８の中に、図４に示すような電圧低下量と電池
温度との関係をデータとして記憶しておき、電池温度が
０℃以下になると、ＤＡコンバータ１９に出力する基準
電圧データを切り換えることで送信電力を５Ｗから３Ｗ
に低下させる。同様にして電池温度が−１０℃以下にな
ると送信電力を３Ｗから１Ｗに低下させる。Therefore, the CPU 17 observes the output from the thermistor in the battery pack 2 via the built-in AD converter, and detects the battery temperature from the output. That is, the relationship between the voltage drop amount and the battery temperature as shown in FIG. 4 is stored in the memory unit 18 as data, and when the battery temperature becomes 0 ° C. or less, the reference voltage data output to the DA converter 19 is stored. The transmission power from 5W to 3W
To lower. Similarly, when the battery temperature becomes -10 ° C or lower, the transmission power is reduced from 3W to 1W.
【００２７】図３に電池温度に対する送信電力の関係を
示す。こうして電池内部での電圧降下に応じて送信電力
を減らし、低温環境下においても無線装置を使用できる
ようにした。なお、使用する電池はリチウムイオン電池
に限らずマンガン電池やアルカリ電池などであってもよ
い。この場合はメモリ部１８に電池の種類別にデータを
記憶する必要がある。FIG. 3 shows the relationship between the transmission power and the battery temperature. Thus, the transmission power is reduced according to the voltage drop inside the battery, and the wireless device can be used even in a low-temperature environment. The battery used is not limited to a lithium ion battery, but may be a manganese battery, an alkaline battery, or the like. In this case, it is necessary to store data in the memory unit 18 for each type of battery.
【００２８】[0028]
【発明の効果】以上説明したように、本発明は電源電池
の電池温度を測定し、その温度が一定値以下に低下する
と常温時の送信電力を低下させ、送信電流を低減させる
ようにしたので、低温環境下で電圧低下量が増大する電
池を電源として使用できる携帯型無線装置を提供するこ
とができるものである。As described above, according to the present invention, the battery temperature of the power supply battery is measured, and when the temperature drops below a certain value, the transmission power at normal temperature is reduced, and the transmission current is reduced. Another object of the present invention is to provide a portable wireless device that can use a battery whose voltage drop increases in a low-temperature environment as a power supply.
【図１】本発明による携帯型無線装置の一実施の形態を
示すブロック図FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a portable wireless device according to the present invention.
【図２】図１に示す送信電力制御回路の詳細を示す構成
図FIG. 2 is a configuration diagram showing details of a transmission power control circuit shown in FIG. 1;
【図３】電池温度に対する送信電力の関係を示す特性図FIG. 3 is a characteristic diagram showing a relationship between transmission power and battery temperature.
【図４】電池温度に対するリチウムイオン電池の電圧低
下量を示す特性図FIG. 4 is a characteristic diagram showing a voltage drop amount of a lithium ion battery with respect to a battery temperature.
１ 無線機本体 ２ 電池パック １１ 送信信号生成部 １２ ＰＡモジュール（電力増幅回路） １３ アンテナ回路 １４ 送信電力制御回路 １５ 電源部 １６ ＡＤコンバータ １７ ＣＰＵ １８ メモリ部 １９ ＤＡコンバータ ２０ 温度制御回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Radio | wireless body 2 Battery pack 11 Transmission signal generation part 12 PA module (power amplification circuit) 13 Antenna circuit 14 Transmission power control circuit 15 Power supply part 16 AD converter 17 CPU 18 Memory part 19 DA converter 20 Temperature control circuit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片山 良雄 神奈川県横浜市港北区綱島東四丁目３番１ 号 松下通信工業株式会社内 Ｆターム(参考） 5K060 BB00 CC04 DD04 HH06 LL01 MM02 PP05 5K067 BB04 DD27 FF19 GG08 HH22 KK05 LL11 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Yoshio Katayama 3-1, Tsunashimahigashi, Kohoku-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture F-term (reference) 5K060 BB00 CC04 DD04 HH06 LL01 MM02 PP05 5K067 BB04 DD27 FF19 GG08 HH22 KK05 LL11
Claims (3)
る電力増幅回路と、 前記電力増幅回路の送信出力を検波し基準電圧と比較し
て前記電力増幅回路の制御電圧を一定値に保持すること
で前記送信出力が一定になるように制御すると共に前記
電力増幅回路の終段電流が所定値を超えると前記制御電
圧を低下させ前記終段電流が前記所定値以下になるよう
に抑制する送信電力制御回路と、 電源電圧を供給する電池の電池温度を検出し前記電池温
度の低下に応じて前記基準電圧を低下させることで前記
電力増幅回路の送信電力を低下させる温度制御回路と、
を備えることを特徴とする携帯型無線装置。A power amplifier circuit for amplifying a transmission signal and outputting the amplified signal to an antenna circuit; detecting a transmission output of the power amplifier circuit, comparing the detected power with a reference voltage, and holding a control voltage of the power amplifier circuit at a constant value. The transmission power that controls the transmission output to be constant and reduces the control voltage when the final stage current of the power amplifier circuit exceeds a predetermined value to suppress the final stage current to be equal to or less than the predetermined value. A control circuit, a temperature control circuit that detects a battery temperature of a battery that supplies a power supply voltage, and reduces the transmission voltage of the power amplification circuit by reducing the reference voltage according to the decrease in the battery temperature;
A portable wireless device comprising:
イオン電池であることを特徴とする請求項１記載の携帯
型無線装置。2. The portable wireless device according to claim 1, wherein the battery that supplies the power supply voltage is a lithium ion battery.
する電池の種類に応じて前記送信電力を制御することを
特徴とする請求項１記載の携帯型無線装置。3. The portable wireless device according to claim 1, wherein the temperature control circuit controls the transmission power according to a type of a battery that supplies the power supply voltage.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000219019A JP2002043958A (en) | 2000-07-19 | 2000-07-19 | Mobile wireless device |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002043958A true JP2002043958A (en) | 2002-02-08 |
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ID=18713876
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|---|---|
| JP (1) | JP2002043958A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7208913B2 (en) | 2002-03-05 | 2007-04-24 | Sony Corporation | Electronic device with battery type and ambient temperature detection |
-
2000
- 2000-07-19 JP JP2000219019A patent/JP2002043958A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US7208913B2 (en) | 2002-03-05 | 2007-04-24 | Sony Corporation | Electronic device with battery type and ambient temperature detection |
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