JP2765502B2

JP2765502B2 - バックアップ給電回路

Info

Publication number: JP2765502B2
Application number: JP7009844A
Authority: JP
Inventors: 功鈴木
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1995-01-25
Filing date: 1995-01-25
Publication date: 1998-06-18
Anticipated expiration: 2013-06-18
Also published as: JPH08205424A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電池を用いてメモリや
マイコンにバックアップ給電を行うバックアップ給電回
路に関し、特に、時計機能を有する装置のバックアップ
給電回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、時計機能を有する様々な装置にお
いて電源断時においても時計機能を動作させるためバッ
クアップ給電が行われている。しかし、バックアップ給
電中に電池障害の発生等によりメモリ内のデータ等が破
壊されてしまうことがある。そのため、電源投入後に、
メモリ内のデータをチェックし、データが破壊されてい
ると判断した場合にメモリを初期化し使用者に報知する
技術が、例えば、特開平５−２９８１９５号公報に記載
されている。この技術を用いれば、使用者はメモリ内の
データ等が破壊されたか否かを電源投入後に判断するこ
とができる。また、この技術では、メモリのデータが破
壊されていなければ電池障害発生前のデータが電源投入
時におけるデータとして用いられる。

【０００３】一方、携帯電話等の無線装置では、動作電
圧の低電圧化が進み、電源電圧とマイコン等の動作電圧
との差が縮まり、また、バックアップ電池の電圧とマイ
コンやメモリ（例えばＳＲＡＭ）の動作電圧との差も縮
まっている。したがって、時計データ等を処理している
マイコンへのバックアップ電池からの給電電圧がマイコ
ンの最低動作電圧より下回りやすい。例えば、無線装置
を充電器に差し込んだり、抜いたりするとき、あるいは
車載型無線電話では、車のイグニッションキーを回した
とき等、一時的に電池電圧がマイコンの動作電圧より下
回る場合がある。

【０００４】このような外乱等による電池電圧の低下の
場合、上述した従来技術を用いれば、メモリ内のデータ
等が破壊されたか否かにより、メモリの内容をそのまま
用いるか初期状態とするか判断されるので何ら問題はな
い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電源電
池が外れた状態が長く維持され、バックアップ電池の容
量が低下して、バックアップ電池電圧がマイコンの動作
電圧より低くなった場合、上述の従来技術では、電源投
入後もバックアップ電池電圧が低下する以前の状態をメ
モリが保持しているため、表示時刻等が正確ではなくな
るという問題がある。これは、マイコンの動作電圧とメ
モリの保持電圧との最低電圧の違いに起因する。

【０００６】携帯無線装置においては一般に、メモリの
最低保持電圧がマイコンの動作電圧より低い。そのた
め、実際にバックアップ用電池が給電を続け電池容量が
減少することによりバックアップ電池電圧が低下した場
合、先にマイコンの最低動作電圧に達する。このとき、
マイコンの誤動作を防ぐため、マイコンは強制的に動作
停止状態にされる。マイコンの動作停止状態では、消費
電流は極端に減少するため、バックアップ電池電圧は殆
ど低下しない。したがって、バックアップ電池電圧がメ
モリの最低保持電圧まで達しなければ、メモリはデータ
等を正常に記憶している。

【０００７】つまり、バックアップ電池電圧がマイコン
の動作電圧以下でかつメモリの最低保持電圧以上の時間
帯においては、メモリ内のデータは破壊されないので、
電源投入後に異常を検出することができず、メモリ内の
データは保持される。すると、長時間マイコンが停止状
態であっても電源投入後に表示される時間は、メモリ内
に保持されたデータ、すなわち、バックアップ電池電圧
がマイコンの動作電圧以下となった時間となり、正確な
時間とずれることになる。しかし、異常が報知されない
ため、使用者は正確な時間が表示されているか否か判別
できない。

【０００８】本発明の目的は、上述した課題を解決し、
電池容量低下による電池電圧低下時においてメモリの内
容を消去するバックアップ給電回路を提供することにあ
る。

【０００９】本発明の他の目的は、外乱等による電池電
圧低下と電池容量低下による電圧低下とを区別し得るバ
ックアップ給電回路を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために、本発明によるバックアップ給電回路は、電源電
池と、バックアップ電池と、前記電源電池の電圧または
前記バックアップ電池の電圧が供給される負荷と、前記
バックアップ電池の電圧を強制的に放電させ、前記負荷
への電圧を低下させる放電手段とを備え、前記電源電池
または前記バックアップ電池の電圧が第１の電圧以下に
低下すると、前記放電手段により前記バックアップ電池
の電圧を放電し、前記バックアップ電池の電圧を前記第
１の電圧より低い第２の電圧以下に低下させることを特
徴とする。

【００１１】前記負荷は、前記電圧が供給される時計機
能等を有するメモリを内蔵したマイコンであり、前記第
１の電圧が前記マイコンの最低動作電圧であり、前記第
２の電圧が前記メモリの最低保持電圧であることが好ま
しい。しかも、前記放電手段は、前記バックアップ電池
を所定時間以上かけて放電することが望ましい。さら
に、本願発明では、前記マイコンの再動作時に、前記電
圧が前記第２の電圧以下になったことを検出すると、前
記メモリを初期化することが好ましい。

【００１２】

【作用】上述した構成の採用により、本発明によるバッ
クアップ給電回路は、電池電圧が所定電圧範囲内にある
とき、バックアップ電池の放電制御を行うことによりバ
ックアップ電池電圧をメモリ最低保持電圧まで下げるこ
とができるので、メモリ内のデータを消去できる。これ
により、電源再投入時にメモリ内の古いデータを用いて
再開することがない。

【００１３】また、電池容量低下による電池電圧低下を
他の要因による電圧低下と区別して、マイコンを制御で
きる。

【００１４】

【実施例】次に本発明について図面を参照して詳細に説
明する。

【００１５】図１は、本発明の一実施例を示すバックア
ップ給電回路のブロック図である。バックアップ給電回
路は、電源電池１、充電回路２、バックアップ電池３、
電源電池電圧検出回路４、バックアップ電池電圧検出回
路５、ダイオード６および１１、放電判定回路７、マイ
コン８、スイッチ９および放電回路１０から構成され
る。

【００１６】電池１の電池電圧、例えば４．５〜５．０
Ｖ、は時計機能等を制御するマイコン８にダイオード１
１を介して供給される。マイコン８は例えば１チップマ
イコンで構成され、その内部に時刻情報等を記憶するメ
モリ（例えばＳＲＡＭ）を有している。このマイコン８
は図示されていない時計に接続されている。このマイコ
ン８の最低動作電圧は例えば２．０Ｖ位で、内部メモリ
の最低保持電圧は例えば１．８Ｖ位である。また、電池
電圧は例えば抵抗で構成される充電回路２を介してバッ
クアップ電池３にも供給される。これは、電池１からの
電池電流が突然バックアップ電池３へ流れ、電池３を破
壊することを防ぐためである。しかし、充電回路２は必
ずしも必要ではなく、電池１からの電池電圧がバックア
ップ電池３へ供給されなくても良い。

【００１７】電池電圧検出回路４は、電池１あるいはバ
ックアップ電池３の電池電圧がマイコンの最低動作電圧
（２．０Ｖ）以上か否かを検出し、その検出出力は放電
判定回路７およびマイコン８のリセット端子へ供給され
る。そして、検出された電池電圧がマイコンの最低動作
電圧以下の時、マイコンはリセットされる。

【００１８】バックアップ電池電圧検出回路５はバック
アップ電池電圧がメモリの最低保持電圧（１．８Ｖ）以
上か否かを検出し、検出電圧は放電判定回路７へ供給さ
れる。

【００１９】放電判定回路７は電池電圧検出回路４とバ
ックアップ電池電圧検出回路５との出力により、バック
アップ電池３を放電するか否か判定し、スイッチ９のＯ
Ｎ／ＯＦＦを制御する。電池電圧がマイコンの最低動作
電圧以上またはメモリの最低保持電圧以下の時、スイッ
チ９はＯＦＦとなり、電池電圧がマイコンの最低動作電
圧以下でかつメモリの最低保持電圧以上の時、スイッチ
９はＯＮとなる。スイッチ９がＯＮの時、バックアップ
電池３は、放電回路１０と接続されるため、放電を開始
し、マイコン８へ供給される電池電圧は低くなる。放電
回路１０は抵抗で構成され、その一端は接地される。

【００２０】スイッチ９がＯＦＦの時はバックアップ電
池３の電池電圧はダイオード６を介してマイコン８へ供
給される。つまり、電池電圧がマイコンの最低動作電圧
以上の時、マイコンが正常に動作しているため、バック
アップ電池３の放電を行う必要がない。また、電池電圧
がメモリの最低保持電圧（１．８Ｖ）以下の時は、メモ
リの内容が消去され、これ以上バックアップ電池を放電
する必要がない。一方、電池電圧がマイコンの最低動作
電圧以下でかつメモリの最低保持電圧以上の時、バック
アップ電池電圧がメモリの最低保持電圧を下回るようバ
ックアップ電池３の放電が行われる。このとき、メモリ
の内容が破壊される。

【００２１】マイコン８は、供給される電池電圧がマイ
コンの最低動作電圧以下の時、誤動作を防ぐためリセッ
トされる。供給される電池電圧がマイコンの最低動作電
圧以上になると、メモリの記憶内容をチェックし、破壊
されているとメモリの内容を消去し、初期スタートを行
う。一方、メモリの内容が破壊されていなければ、メモ
リの内容は消去されず、記憶されている内容から再スタ
ートする。マイコン８におけるメモリの記憶内容のチェ
ックとしては、例えば上述の従来技術に示されているよ
うに、予め所定のデータをメモリ内に記憶しておき、こ
のデータが破壊されたか否かをチェックすることが用い
られても良い。

【００２２】ここで、マイコン８へ供給される電池電圧
がメモリの最低保持電圧以下となると、メモリの内容は
破壊される。そこで、本発明では、マイコンへ供給され
る電池電圧がマイコンの最低動作電圧以下となると、バ
ックアップ電池３を放電させ、強制的に電池電圧をメモ
リの最低保持電圧以下とする。これにより、メモリの内
容は破壊され、マイコンの再動作時、初期スタートす
る。一方、外乱等による瞬間的な電圧低下では、バック
アップ電池を放電してしまうが、直ちに電池電圧が回復
し、マイコンの最低動作電圧を越えるので、放電を中止
し、メモリの内容は破壊されない。

【００２３】なお、ダイオード６は電池１からマイコン
８へ供給される電流がバックアップ電池３へ逆流するこ
とを防ぐために設けられている。また、ダイオード１１
はバックアップ電池３からの電流が電池１へ逆流するの
を防ぐために設けられている。

【００２４】図２は、バックアップ電池電圧の変化を示
す図である。図２において、の実線は従来技術におけ
るバックアップ電池電圧の変化を示し、の一点鎖線は
本発明におけるバックアップ電池電圧の変化を示してい
る。また、の二点鎖線は外乱等による一時的なバック
アップ電池電圧の変化を示している。

【００２５】電源電池が接続されていない時間Ｔ１にお
いてバックアップ電池電圧がマイコン最低動作電圧以下
となると、マイコンの動作は停止される。そのため、バ
ックアップ電池電圧はメモリ最低保持電圧まで下がらず
（実線参照）、メモリ内のデータは保持される。時間
Ｔ２で電源電池が接続されると、従来技術においては、
メモリ内のデータが破壊されていないため、（Ｔ２−Ｔ
１）間の時間が経過したにもかかわらず、時間Ｔ２のと
き時間Ｔ１の情報を基に時刻表示が再開されてしまう。

【００２６】一方、本発明においては、一点鎖線に示
されるように、バックアップ電池電圧がマイコンの最低
動作電圧を下回る時間Ｔ１で、放電判定回路７はスイッ
チ９をＯＮするので、バックアップ電池３がメモリ最低
保持電圧まで放電され、メモリの内容は破壊される。し
たがって、時間Ｔ２で電池が接続されると、マイコン８
は電源投入後のメモリの内容チェック機能により、メモ
リの内容を消去し、初期スタートを行う。

【００２７】電源電池１が充電器に接続されるとき、あ
るいは車のイグニッションキーが回されるとき等の外乱
による一時的な電圧降下（２点鎖線参照）では、短時
間バックアップ電池が放電されるが、バックアップ電圧
がメモリ最低保持電圧を下回る前に直ちに回復されるの
でマイコン最低動作電圧を越える。そのため、スイッチ
９がＯＦＦされ、マイコンはメモリの内容をチェック
し、内容が破壊されていないので、電圧低下以前に保持
された状態から再スタートする。

【００２８】このように、放電回路１０の抵抗値は、外
乱による電圧低下と区別できるよう、短時間でバックア
ップ電池電圧がメモリ最低保持電圧を下回らないように
設定される。

【００２９】以上説明した実施例では、２つの独立した
電池電圧検出回路を有しているが、１つの電池電圧検出
回路でマイコンの最低動作電圧およびメモリの最低保持
電圧と比較しても良い。この場合、図１における一方の
電池電圧検出回路４あるいは５は不要となる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によるバッ
クアップ給電回路は、マイコンに供給される電池電圧が
マイコンの最低動作電圧以下かつメモリの最低保持電圧
以上の時にバックアップ電池をメモリの最低保持電圧以
下まで放電させてメモリの記憶内容を消去することによ
って、電源電池の接続後においてマイコンがメモリを初
期状態からスタートさせる。

【００３１】また、放電特性によって、バックアップ電
池容量低下による電池電圧低下を他の要因による電圧低
下と区別してマイコンを制御できる。外乱による一時的
な電圧低下では、マイコンは誤動作しない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すバックアップ給電回路
のブロック図。

【図２】バックアップ電池電圧の変化を示す図。

【符号の説明】

１・・・電池２・・・充電回路３・・・バックアップ電池４・・・電池電圧検出回路５・・・電池電圧検出回路６・・・ダイオード７・・・放電判定回路８・・・マイコン９・・・スイッチ１０・・・放電回路１１・・・ダイオード

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】バックアップ給電回路において、電源電池と、バックアップ電池と、前記電源電池の電圧または前記バックアップ電池の電圧
が供給される負荷と、前記バックアップ電池の電圧を強制的に放電させ、前記
負荷への電圧を低下させる放電手段とを備え、前記電源電池または前記バックアップ電池の電圧が第１
の電圧以下に低下すると、前記放電手段により前記バッ
クアップ電池の電圧を放電し、前記バックアップ電池の
電圧を前記第１の電圧より低い第２の電圧以下に低下さ
せることを特徴とするバックアップ給電回路。
【請求項２】前記負荷は、前記電圧が供給される時計
機能等を有するメモリを内蔵したマイコンであり、前記
メモリの最低保持電圧と前記マイコンの最低動作電圧と
が異なることを特徴とする請求項１記載のバックアップ
給電回路。
【請求項３】前記第１の電圧が前記マイコンの最低動
作電圧で、前記第２の電圧が前記メモリの最低保持電圧
であることを特徴とする請求項２記載のバックアップ給
電回路。
【請求項４】前記第１の電圧が前記マイコンの最低動
作電圧で、前記第２の電圧が前記メモリの最低保持電圧
であり、前記第２の電圧以下の場合に前記メモリの内容
が破壊されることを特徴とする請求項２記載のバックア
ップ給電回路。
【請求項５】前記マイコンの再動作時に、前記電圧が
前記第２の電圧以下になったことを検出すると、前記メ
モリを初期化することを特徴とする請求項４記載のバッ
クアップ給電回路。
【請求項６】前記放電手段は、前記バックアップ電池
を所定時間以上かけて放電することを特徴とする請求項
１記載のバックアップ給電回路。
【請求項７】前記バックアップ電池が前記電源電池か
ら充電されることを特徴とする請求項１記載のバックア
ップ給電回路。