JP4221665B2 - Mobile terminal device - Google Patents
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Description
本発明は、携帯電話機のバッテリ電源の供給に関し、特に、セカンドバッテリの装着時の電源切り替え制御機能を有する携帯端末装置に関する。 The present invention relates to battery power supply for a mobile phone, and more particularly to a mobile terminal device having a power supply switching control function when a second battery is mounted.
携帯電話機器の小型化、薄型化を実現するには使用するバッテリの形状の小型化が重要な要因の一つであり、近年、このようなバッテリを非常に薄くする技術として、バッテリの正極、負極を積層しラミネートフィルムで薄く圧縮して「積層ラミネート形状」としたバッテリの開発実用化が進展してきている。 In order to reduce the size and thickness of mobile phone devices, the size of the battery used is one of the important factors. In recent years, as a technology for making such a battery very thin, Development and commercialization of a battery in which a negative electrode is laminated and compressed thinly with a laminate film to form a “laminated laminate shape” has been progressing.
この様なバッテリを使用すれば、現在データ通信用で使用されているPCMCIAカードタイプのPHS装置等にバッテリを内蔵することが可能となる。現在はノートPCのPCMCIAスロットにこのようなPHS装置を挿入し、ノートPCより電力供給を受けて所望の機能を実現するように動作させているが、今後、バッテリの内蔵により単体での動作も可能になり、データ通信のみならず音声通信の用途への展開も見えてくる。また、かかるPHS装置のみならず各種の携帯電話システム(PDC、GSM、WCDMA)の携帯端末装置への前記バッテリの搭載の具現化も類推して実現することが可能となる。ところが、このようなバッテリを利用する場合の問題点としては、バッテリ容量が少ないという欠点があることである。 If such a battery is used, it becomes possible to incorporate the battery in a PCMCIA card type PHS device or the like currently used for data communication. Currently, such a PHS device is inserted into the PCMCIA slot of a notebook PC, and it is operated to receive a power supply from the notebook PC to achieve a desired function. It becomes possible to see not only data communication but also development for voice communication. Further, it is possible to analogize and realize the mounting of the battery not only in the PHS device but also in mobile terminal devices of various mobile phone systems (PDC, GSM, WCDMA). However, as a problem when using such a battery, there is a drawback that the battery capacity is small.
一方、従来通信端末装置を小型化、軽量化したり、動作時間を長時間化するように内部バッテリと外付けバッテリとを使用し必要により使い分けるようにバッテリ回路を構成したものが提案されている(特許文献1参照)。
このバッテリ回路では、通信端末装置筐体に着脱自在に装着される外付けバッテリと内部バッテリとを備え、外付けバッテリが装着された場合には当該外付けバッテリから供給される第1の駆動電圧を通信端末装置の回路に与えて駆動させ、外付けバッテリが装着されていない場合には内部バッテリから供給される第2の駆動電圧を回路に与えて駆動させるように、第1の駆動電圧と第2の駆動電圧とを切り替えて使用するものである。また、この携帯端末装置では、外付けバッテリを装着して使用する際に、第1の駆動電圧と基準電圧との比較結果により外付けバッテリ3を優先的に用いて動作すると共に、外付けバッテリが過放電しても内部バッテリに切り替えて使用することにより両バッテリを連続して用いて動作させ、従来の携帯端末装置に比べて動作時間を大幅に延ばすことができるようにしたものである(特許文献1(3)バッテリ切替処理)。
On the other hand, there has been proposed a conventional communication terminal device that is reduced in size and weight, or that has a battery circuit configured to use an internal battery and an external battery and use them appropriately as required so as to extend the operating time ( Patent Document 1).
The battery circuit includes an external battery and an internal battery that are detachably attached to the communication terminal device housing, and a first drive voltage supplied from the external battery when the external battery is attached. Is supplied to the circuit of the communication terminal device and driven, and when the external battery is not attached, the second drive voltage supplied from the internal battery is supplied to the circuit and driven. The second drive voltage is used by switching. Further, in this portable terminal device, when the external battery is mounted and used, the
前述のように携帯端末装置の小型化、軽量化により容量は小さいものの小型の内部バッテリを実装した通信端末装置において、携帯時等の動作時間を長時間化するように必要によりセカンドバッテリ(外付けバッテリ)を装着して使用する使い分けを可能とすることが考えられるが、この場合、内蔵バッテリは通常のAC/DCアダプタを外部接続して充電するように構成し、外付けバッテリの充電は他の充電器を使用して充電する構成となる。 As described above, in a communication terminal device mounted with a small internal battery, although the capacity is small due to the miniaturization and weight reduction of the mobile terminal device, a second battery (externally attached) is required to increase the operating time when carrying the device. In this case, the built-in battery is configured to be charged by connecting an ordinary AC / DC adapter externally, and the external battery can be charged by other means. It becomes the structure which charges using a charger.
しかしながら、この方法では内蔵バッテリ及び外付けバッテリの充電を異なる方法で充電することになり、特に、外付けバッテリの取り扱いが特殊な充電装置を必要とする等により使い勝手が良くない電源システムとならざるを得ないという点で問題がある。 However, in this method, the internal battery and the external battery are charged by different methods, and in particular, the power supply system is not easy to use due to the special handling of the external battery. There is a problem in that it does not get.
特に、一般に普及しているPCMCIA(TYPE2)のPHS装置等の寸法は85.6×54.0×5.0mmと規定されており、この形状内にバッテリを挿入するにはバッテリの高さは1.5mm程度が限界と見積られ、仮にバッテリ面積を50×50mmと想定した場合、バッテリの容量値はおおよそ200mAh程度と見積られる。この容量値は現行携帯電話機種で使用しているバッテリ容量値の600〜700mAhと比較すると非常に少ないのでバッテリライフが極端に短くなるから、同様の電源システム構成として内蔵バッテリと外付けバッテリの使い分け構成を利用することすることも考えられるが、この場合も同様の電源システム上の問題点がある。 In particular, the size of the PCMCIA (TYPE 2) PHS device, etc., which is widely used, is defined as 85.6 × 54.0 × 5.0 mm. To insert a battery into this shape, the height of the battery is When the limit is estimated to be about 1.5 mm and the battery area is assumed to be 50 × 50 mm, the capacity value of the battery is estimated to be about 200 mAh. Since this capacity value is very small compared with the battery capacity value of 600 to 700 mAh used in the current mobile phone models, the battery life is extremely shortened. Although it is conceivable to use the configuration, there is a similar problem in the power supply system in this case as well.
本発明の目的は、以上のような課題を解決するものであり、セカンドバッテリ(外部バッテリ)の外付けによりバッテリライフを延ばすことを可能にした携帯端末装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、内蔵バッテリと外部バッテリとの使い勝手のよい電源切り替えシステムを有する携帯端末装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、外部バッテリの充電をも内蔵バッテリの充電回路により可能な電源切り替えシステムを有する携帯端末装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、外部バッテリを外付け可能なPCMCIAカードタイプの携帯端末装置を提供することにある。
An object of the present invention is to solve the above-described problems, and to provide a portable terminal device capable of extending the battery life by externally attaching a second battery (external battery).
Another object of the present invention is to provide a portable terminal device having an easy-to-use power supply switching system between an internal battery and an external battery.
Another object of the present invention is to provide a portable terminal device having a power supply switching system capable of charging an external battery by a built-in battery charging circuit.
Another object of the present invention is to provide a PCMCIA card type portable terminal device to which an external battery can be externally attached.
本発明の携帯端末装置は、充電用アダプタ(例えば図2のB)と接続可能な充電回路(例えば図2の1)と、前記充電回路からレギュレータ(例えば図2の2)に電力を供給する電源ラインを有する携帯端末装置において、内蔵バッテリ(例えば図2の4)と、前記内蔵バッテリの出力端子と前記電源ラインとの間に接続した第1のスイッチ(例えば図2の31)と、外部バッテリ(例えば図2の5)の出力端子と接続可能なバッテリ接続端子(例えば図2の7)と、前記バッテリ接続端子と前記電源ラインとの間に接続した第2のスイッチ(例えば図2の32)と、前記バッテリ接続端子の電圧が、所定の基準電圧(例えば図2のVref)以上の場合に前記第2のスイッチ(例えば図2の32)のみオン状態に制御し、前記基準電圧未満の場合に第1のスイッチ(例えば図2の31)のみをオン状態に制御する第1及び第2スイッチの制御回路(例えば図2の35、36、37)と、を備え、前記内蔵バッテリ又は外部バッテリから電源ラインに電力供給時に前記充電用アダプタを前記充電回路に接続することにより、前記充電回路から前記レギュレータに電力を供給するとともに、それぞれ前記第1又は第2のスイッチを介して前記内蔵バッテリ又は外部バッテリを選択的に充電可能であることを特徴とする。 The portable terminal device of the present invention supplies power to a regulator (for example, 2 in FIG. 2) from a charging circuit (for example, 1 in FIG. 2) connectable with a charging adapter (for example, B in FIG. 2) and the charging circuit. In a portable terminal device having a power line, a built-in battery (for example, 4 in FIG. 2), a first switch (for example, 31 in FIG. 2) connected between the output terminal of the built-in battery and the power line, and an external A battery connection terminal (for example, 7 in FIG. 2) connectable with an output terminal of a battery (for example, 5 in FIG. 2), and a second switch (for example, in FIG. 2) connected between the battery connection terminal and the power line. 32) and when the voltage of the battery connection terminal is equal to or higher than a predetermined reference voltage (for example, Vref in FIG. 2), only the second switch (for example, 32 in FIG. 2) is controlled to be in an ON state, and less than the reference voltage. If the and a control circuit of the first and second switches for controlling the first switch (e.g. 31 in FIG. 2) only in the on-state (e.g., 35, 36, and 37 in FIG. 2), wherein the internal battery or external By connecting the charging adapter to the charging circuit when power is supplied from the battery to the power supply line, power is supplied from the charging circuit to the regulator, and the built-in battery is connected via the first or second switch, respectively. Alternatively, an external battery can be selectively charged .
また、前記充電回路と前記電源ラインとの間及び前記充電回路と前記バッテリ接続端子との間にそれぞれ接続した第3及び第4のスイッチ(例えば図2の61、62)と、前記第3及び第4のスイッチのオンオフ状態を互いに逆方向に切り替える操作部(図2の63)と、を備えることを特徴とする。 Also, third and fourth switches (for example, 61 and 62 in FIG. 2) connected between the charging circuit and the power supply line and between the charging circuit and the battery connection terminal, respectively, And an operation unit (63 in FIG. 2) for switching the on / off state of the fourth switch in opposite directions.
本発明の携帯端末装置は、充電用アダプタと接続可能な充電回路と、前記充電回路からレギュレータに電力を供給する電源ラインを有する携帯端末装置において、前記充電回路と前記電源ラインとの間に直列に接続した第3のスイッチ(例えば図3の61)及び第1のスイッチと、前記第3のスイッチと前記第1のスイッチ(例えば図3の38)との接続点に出力端子を接続した内蔵バッテリと、外部バッテリの出力端子と接続可能なバッテリ接続端子と、前記バッテリ接続端子と前記電源ラインとの間に接続した第2のスイッチ(例えば図3の32)と、前記充電回路と前記バッテリ接続端子との間に接続した第4のスイッチ(例えば図3の62)と、前記第3及び第4のスイッチのオンオフ状態を互いに逆方向に切り替える操作部と、前記バッテリ接続端子の電圧が、所定の基準電圧以上の場合に前記第2のスイッチのみオン状態に制御し、前記基準電圧未満の場合に第1のスイッチのみをオン状態に制御する第1及び第2スイッチの制御回路(例えば図3の35、36、34)とを備え、前記内蔵バッテリ又は外部バッテリから電源ラインに電力供給時に前記充電用アダプタを前記充電回路に接続することにより、前記充電回路から前記レギュレータに電力を供給するとともに、それぞれ前記第3又は第4のスイッチを介して前記内蔵バッテリ又は外部バッテリを選択的に充電可能であることを特徴とする。
A portable terminal device according to the present invention includes a charging circuit connectable to a charging adapter, and a power supply line that supplies power from the charging circuit to a regulator, and is connected in series between the charging circuit and the power supply line. Built-in output terminal connected to the connection point of the third switch (for example, 61 in FIG. 3) and the first switch connected to, and the connection point of the third switch and the first switch (for example, 38 in FIG. 3) A battery, a battery connection terminal connectable to the output terminal of the external battery, a second switch (for example, 32 in FIG. 3) connected between the battery connection terminal and the power supply line, the charging circuit, and the battery A fourth switch (for example, 62 in FIG. 3) connected to the connection terminal, an operation unit for switching the on / off states of the third and fourth switches in opposite directions, and a front When the voltage of the battery connection terminal is equal to or higher than a predetermined reference voltage, only the second switch is controlled to be on, and when the voltage is less than the reference voltage, only the first switch is controlled to be on. A control circuit of the switch (for example, 35, 36, 34 in FIG. 3), and by connecting the charging adapter to the charging circuit when power is supplied from the built-in battery or an external battery to a power supply line, Power is supplied to the regulator, and the built-in battery or the external battery can be selectively charged via the third or fourth switch, respectively .
更に、前記基準電圧は、レギュレータの出力で動作する回路の動作特性が確保できる最低の電源電圧を出力するときのレギュレータの入力電圧である低電圧警報電圧値(例えば図3のLVA:3.6V)とすることを特徴とする。 Further, the reference voltage is a low voltage alarm voltage value (for example, LVA in FIG. 3: 3.6V) that is an input voltage of the regulator when outputting the lowest power supply voltage that can ensure the operation characteristics of the circuit that operates with the output of the regulator. ).
また、前記携帯端末装置は、パーソナルコンピュータのPCACIAカードスロットに挿入可能なPCMCIAインターフェース部を備え、前記充電回路は充電用アダプタに替えてPCACIAカードスロット内の電源部と接続可能であることを特徴とする(例えば図8)。 The portable terminal device includes a PCMCIA interface unit that can be inserted into a PCACIA card slot of a personal computer, and the charging circuit can be connected to a power source unit in the PCACIA card slot instead of a charging adapter. (For example, FIG. 8).
(作用)
本発明は、携帯端末装置のバッテリライフを延ばす目的で、既に搭載されているリチュームイオンバッテリ等の内部バッテリと並列に外部よりリチュームイオンバッテリ等の外部バッテリを接続することによりバッテリライフを延ばすことを可能とする2つのバッテリの切り替え制御機能を有することを特徴とし、2つのバッテリ間での充放電を回避し外部バッテリの接続、非接続の状態及びAC/DCアダプターの接続、非接続の状態に応じて、バッテリからの電力供給を自動的に切り替える機能、各バッテリの充電を好適に行う切り替え機能を有し、更に次の機能をも有する。
(Function)
In order to extend the battery life of the mobile terminal device, the present invention extends the battery life by connecting an external battery such as a lithium ion battery from the outside in parallel with the internal battery such as a lithium ion battery that is already mounted. It has a function to control the switching of two batteries that can be performed, avoids charging / discharging between the two batteries, and connects / disconnects external batteries to / from AC / DC adapters. Accordingly, it has a function of automatically switching power supply from the battery, a switching function of suitably charging each battery, and further has the following functions.
1.携帯端末装置内部で設定されている低電圧警報(LVA:Low Voltage Alarm)電圧値等を基準電圧とし、外部バッテリの電圧値がこれより大きい場合、外部バッテリを内蔵バッテリに優先して回路に電力を供給する。つまり、外部バッテリ装着時の内蔵バッテリのとの優先関係は、外部バッテリの電圧値が携帯端末装置で使用しているバッテリの低電圧警報電圧値よりも高い場合は優先して回路に電力供給を行う機能、2.外部バッテリの電圧値が低電圧警報電圧値を下回った場合、内蔵バッテリから回路への電力供給を行う機能、3.外部バッテリの装着、非装着にかかわらず、AC/DCアダプターの接続時に、電力供給と並行してそれぞれのバッテリを充電する機能、4.放電した外部バッテリを前記AC/DCアダプターにより別途充電する機能を有する。 1. When the voltage value of the low voltage alarm (LVA) voltage set inside the mobile terminal device is used as a reference voltage and the voltage value of the external battery is larger than this, the external battery is given priority over the built-in battery to power the circuit. Supply. In other words, the priority relationship with the built-in battery when the external battery is installed is that the power supply to the circuit is given priority when the voltage value of the external battery is higher than the low voltage alarm voltage value of the battery used in the mobile terminal device. Functions to perform, 2. 2. A function to supply power from the built-in battery to the circuit when the voltage value of the external battery falls below the low voltage alarm voltage value. 3. A function of charging each battery in parallel with power supply when the AC / DC adapter is connected, regardless of whether an external battery is attached or not. It has a function of charging the discharged external battery separately by the AC / DC adapter.
本発明によれば、内蔵バッテリ4と外部より着脱する外部バッテリ5の各々を有効に使用することができるとともに、バッテリライフを向上させることが可能であり、また、充電回路からレギュレータへの電源供給と各バッテリの何れかへの充電をおこなうことが可能である。
According to the present invention, each of the
また、充電回路と電源ラインとの間及び外部バッテリのバッテリ接続端子との間にそれぞれスイッチを設けて切り替えることにより外部バッテリの充電を内蔵バッテリと同じ充電回路により行うことが可能である。 Further, the external battery can be charged by the same charging circuit as that of the built-in battery by providing a switch between the charging circuit and the power supply line and the battery connection terminal of the external battery.
更に、電源供給する外部バッテリから内蔵バッテリへの切り替えを外部バッテリの電圧が低電圧警報電圧値になった時点で行うことにより、携帯端末装置の回路の誤動作を防止することが可能である。 Furthermore, it is possible to prevent malfunction of the circuit of the portable terminal device by switching from the external battery that supplies power to the built-in battery when the voltage of the external battery reaches the low voltage alarm voltage value.
また、内蔵バッテリ及び外部バッテリの充電が単一のAC/DCアダプタ、ノートPC等の充電器から適宜行うことが可能で使い勝手のよい電源システムが実現できるとともに、PCMCIA(TYPE2)のPHS装置等への適用に好適である。 In addition, a built-in battery and an external battery can be appropriately charged from a single AC / DC adapter, a charger such as a notebook PC, etc., and an easy-to-use power supply system can be realized, and also to a PCMCIA (TYPE 2) PHS device, etc. It is suitable for application.
次に、本発明の携帯端末装の一実施の形態として携帯電話機の例を図を参照して、以下詳細に説明する。
(構成の説明)
図1は本発明の実施の形態としての携帯電話機の構成を示す図である。携帯電話機本体は無線部RF、メモリを有するベースバンド処理部BB、LCD表示、キー入力KEY等の入出力部に加え、各回路ブロックに電源を供給するところの本発明の電源切り替えシステムを構成する電源制御部Aと、内蔵バッテリ(V1)を備える。また電源制御部Aにはセカンドバッテリとしての外部バッテリ(V2)が着脱可能であり、更に、外部電源として携帯電話機に電力を供給するとともにバッテリを充電するAC/DCアダプタBを有する。
Next, an example of a mobile phone as an embodiment of the mobile terminal device of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
(Description of configuration)
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a mobile phone as an embodiment of the present invention. The mobile phone main body constitutes a power supply switching system according to the present invention in which power is supplied to each circuit block in addition to an input / output unit such as a radio unit RF, a baseband processing unit BB having a memory, an LCD display, and a key input key. A power control unit A and a built-in battery (V1) are provided. The power supply control unit A has an external battery (V2) as a second battery detachable, and further includes an AC / DC adapter B that supplies power to the mobile phone as an external power supply and charges the battery.
図2は本実施の形態の携帯電話機の電源構成部分を示す図である。携帯電話機本体内の電源制御部Aの構成は、本体と独立した充電用のAC/DCアダプタBと接続可能であり、AC/DCアダプタBとの接続時に電源供給及びバッテリの充電を行うための充電IC1と、バッテリ電圧が印加され安定化電圧を出力する各レギュレータ2と、携帯電話機内部に実装された内蔵バッテリ4と、外付けするセカンドバッテリとしての外部バッテリ5と、これらのバッテリの電圧を各レギュレータ2に印加するバッテリ切替回路3と、充電IC1とバッテリ切替回路3の間の充電スイッチ6と、外部バッテリ5を接続するバッテリ接続端子7とで構成される。
FIG. 2 is a diagram showing a power supply component of the cellular phone according to the present embodiment. The configuration of the power control unit A in the mobile phone main body can be connected to a charging AC / DC adapter B independent of the main body, and is used to supply power and charge the battery when connected to the AC / DC adapter
前記バッテリ切替回路3は、外部バッテリ5の接続時に該外部バッテリ5と内蔵バッテリ4との間で充放電動作を起こさないことと、外部バッテリ5の充電量が各レギュレータ2の駆動に必要な残量を有している限り、内蔵バッテリ4に優先して使用され、所定値以下の残量で内蔵バッテリ4に切り替わるように自動的な制御を実現する切替回路である。
The
内蔵バッテリ4と電源ライン間に接続されたpチャンネル絶縁型電界効果トランジスタ(P−MOSトランジスタ)31と、外部バッテリ5と接続されるバッテリ接続端子7と電源ライン間に接続されたP−MOSトランジスタ32と、バッテリ接続端子7の内部配線に接地へのプルダウン抵抗36が接続され、同内部配線に非反転入力端子が接続され反転入力端子に基準電圧Vrefが接続された差動型コンパレータ(比較器)35と、出力をP−MOSトランジスタ31のゲート電極に接続したAND回路37と、前記内部配線を入力とする2個のインバータ回路33の出力を前記AND回路37の一方の入力端子に、比較器35の出力を前記AND回路37の他方の入力端子にそれぞれ接続し、更に比較器35の出力をインバータ回路34を介してP−MOSトランジスタ32のゲート電極に接続した構成を備える。なお、P−MOSトランジスタ31のゲート電極に比較器35の出力を直接接続することも可能である。
A p-channel insulated field effect transistor (P-MOS transistor) 31 connected between the built-in
前記充電スイッチ6は、充電IC1とバッテリ切替回路3の電源ラインとの間に直列接続されたスイッチ61と、充電IC1と外部バッテリ5のバッテリ接続端子7との間のスイッチ62でなり、切替制御用の釦等の操作部63の操作によりスイッチ61、62を互いにオンオフ動作が逆になるように切り替え制御する構成を備える。ここでスイッチ61、62は、大電力のP−MOSトランジスタで構成することができる。
The charging switch 6 includes a
(動作の説明)
次に本発明の実施の形態の動作について図面を参照して詳細に説明する。
最初に、内蔵バッテリ4と外部バッテリ5から各レギュレータへ電源を供給するバッテリ切替回路3の動作について説明する。
(Description of operation)
Next, the operation of the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
First, the operation of the
いま、内蔵バッテリ4が充電状態にあり、外部バッテリ5がバッテリ接続端子7に接続されていないとすると、バッテリ接続端子7の電圧レベルはプルダウン抵抗36によりLowレベルにあり、比較器35はLowレベル信号(Lowレベル)を出力する。このためインバータ回路34はHighレベル信号(Highレベル)を出力し、P−MOSトランジスタ32は、オフ(遮断)状態であり、内蔵バッテリ4から各レギュレータ2に電源が供給される。携帯電話機の動作可能時間は容量の少ない内蔵バッテリ4により比較的短時間に電池切れ状態となり、携帯電話機の機能のリセット状態となる。
If the built-in
これに対し、充電状態の外部バッテリ5をバッテリ接続端子7に接続して使用すると、バッテリ接続端子7の電圧レベルはHighレベルとなるから比較器35はHighレベルを出力する。この結果インバータ回路34はLowレベルを出力し、P−MOSトランジスタ32はオン(導通)状態となり、外部バッテリ5から各レギュレータ2に電源が供給される。この時、比較器35のHighレベルの出力と2段のインバータ回路33のHighレベルの出力によりAND回路37のHighレベルの出力によりP−MOSトランジスタ31はオフ状態となりバッテリ同士での充放電動作は回避できる。
On the other hand, when the
次に、外部バッテリ5の充電量が次第に減少し、バッテリ接続端子7の電圧が低下し基準電圧Vrefより低下すると、比較器35はLowレベルに切り替わり、インバータ回路34はHighレベルを出力し、P−MOSトランジスタ32はオフ状態となる。このとき、AND回路37の入力は、何れもLowレベルとなりP−MOSトランジスタ31はオン状態となり、内蔵バッテリ4から各レギュレータ2に電源が供給される。この場合もバッテリ同士での充放電動作は回避できる。外部バッテリ5の使用により携帯電話機の使用可能時間は大幅に延長される。
Next, when the amount of charge of the
以上のように、本実施の形態のバッテリ切替回路3によれば、外部バッテリ5の接続時に該外部バッテリ5と内蔵バッテリ4との間で充放電動作を起こさず、また外部バッテリ5の充電量が各レギュレータ2の駆動に必要な残量を有している限り、内蔵バッテリ4に優先して使用され、所定値以下の残量で内蔵バッテリ4に自動的に切り替わる。また、外部バッテリ5は、携帯電話機の軽量化のため等により充分な残量を有する状態で適宜取り外すことにより、自動的に内蔵バッテリ4から各レギュレータへの電力の供給を可能とする。
As described above, according to the
次に、各バッテリ4、5の充電動作について充電スイッチ6を加えた本発明の実施の形態の動作を説明する。充電スイッチ6は充電IC1とバッテリ切替回路3の電源ライン間のスイッチ61と、充電IC1の電源ラインと外部バッテリ5のバッテリ接続端子7間のスイッチ62と、両スイッチ61、62を逆方向にオンオフ切り替えを行う操作部63とからなる。
Next, the operation of the embodiment of the present invention in which the charging switch 6 is added to the charging operation of the
充電スイッチ6は、通常の使用状態では、スイッチ61がオン状態、スイッチ62がオフ状態に設定される。この状態では例えば、外部バッテリ5が接続状態で、外部バッテリ5から各レギュレータ2に電源が供給され動作している(内蔵バッテリ4はP−MOSトランジスタ31により切り離されている)。
The charging switch 6 is set in the on state and the
ここでAC/DCアダプタBが接続されると充電IC1から各レギュレータ2に電源が供給される。この場合、充電IC1から外部バッテリ5に対してもP−MOSトランジスタ32を介して充電電流が流れるように充電IC1の容量を設定することができる。つまり、外部バッテリ5が過放電状態でない限り充電IC1により充電動作を可能とする。
Here, when the AC / DC adapter B is connected, power is supplied from the charging
また、外部バッテリ5が接続されていない場合にAC/DCアダプタBが接続されると、前述の動作によりP−MOSトランジスタ31がオン状態であるから、充電IC1から各レギュレータ2に電源が供給されるとともに充電IC1から内蔵バッテリ4に対しても充電電流が流れ、充電動作が可能である。
Further, when the AC / DC adapter B is connected when the
以上の動作は、外部バッテリ5の接続又は取り外し、AC/DCアダプタBの接続及び取り外しの何れの組み合わせでも実現されることは明らかである。
It is obvious that the above operation can be realized by any combination of connection or removal of the
次に、AC/DCアダプタBが接続された状態であり、外部バッテリ5が過放電状態で接続されている場合は、充電スイッチ6のオン/オフ状態を操作部63により切り替えることにより充電動作が可能である。つまり、この場合スイッチ61がオフ状態であるから各レギュレータ2は内蔵バッテリ4から電源が供給される一方、スイッチ62がオン状態であるから、充電IC1からスイッチ62を介して外部バッテリ5が充電される。ここで、外部バッテリ5の端子電圧が比較器35の基準電圧Vrefより大きくなるとP−MOSトランジスタ31、32のオンオフ関係は反転し、充電IC1からオン状態に切り替わったP−MOSトランジスタ32を介して各レギュレータに電源が供給される。
Next, when the AC / DC adapter B is connected and the
本実施の形態の以上の動作乃至機能により、携帯電話機を内蔵バッテリ4のみにより動作させることも、外部バッテリ5を装着して外部バッテリの優先使用により動作させることも可能であるだけでなく、外部バッテリ5が過放電時に、外部バッテリ5を充電させることも、過放電状態の外部バッテリ5を携帯電話機に接続して充電させることも可能である。携帯電話機の使用状態でAC/DCアダプタBを接続することも取り外すことも適宜可能である。
With the above operations and functions of the present embodiment, it is possible not only to operate the mobile phone only with the built-in
(他の実施の形態)
本発明の他の実施の形態の携帯電話機のより具体的な構成例を以下説明する。
図3は本実施の形態の構成を示す図である。AC/DCアダプタBはAC入力250V〜100V、DC出力6.5V〜4.5Vとする。内蔵バッテリ4及び外部バッテリ5は電池電圧の範囲4.2V〜3.0Vのリチュームイオンバッテリ(充電時に電池最大電圧が4.2Vに制御される)とし、比較器35の基準電圧には低電圧警報(LVA:Low Voltage Alarm)の電圧値(低電圧警報電圧値)を使用する。低電圧警報電圧値は携帯電話機のレギュレータの出力で動作する各々の回路の正常な動作特性が確保できるレギュレータの入力電圧値で設定しており、3.6V〜3.3V程度が採用されるが本実施の形態では3.6Vに設定する。本実施の形態ではバッテリ切替回路3のスイッチ構成を、前記充電IC1の出力端子に直列に接続したスイッチ61に更に直列接続したP−MOSトランジスタ38を設けて前記充電IC1と電源ラインを接続し、該P−MOSトランジスタ38のゲート電極を比較器35の出力に接続した構成としている。
(Other embodiments)
A more specific configuration example of a mobile phone according to another embodiment of the present invention will be described below.
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the present embodiment. The AC / DC adapter B has an AC input of 250V to 100V and a DC output of 6.5V to 4.5V. The built-in
図4は充電IC1による電源供給及び充電の構成を示す図であり、図5は各レギュレータの構成を示す図である。レギュレータはバッテリの電圧を各々のレギュレータを通しバッテリの放電特性による電圧変動に影響されないように定電圧化して各々の回路に電力供給を行うものである。各レギュレータとしては、無線(RF)部に3.3Vを出力するレギュレータ1、ベースバンド処理部及びメモリ部にそれぞれ1.8Vを出力するレギュレータ2及び3、マイク・スピーカ等に3.3Vを出力するレギュレータ4を備え、更にレギュレータの入力電圧から低電圧警報電圧値3.6V〜3.3Vを出力し、3.3V未満の場合にシステムリセット信号を出力する低電圧検出回路を備える。
FIG. 4 is a diagram showing the configuration of power supply and charging by the charging
図6はリチュームイオン電池の放電特性を示す図であり、図7は内蔵バッテリ4と外部バッテリ5の放電とバッテリ動作の遷移を示す図である。電池最大電圧は充電時に4.2Vに制御されこの電圧値が最大値となり回路への電力供給が行なわれ、バッテリ電圧が約3.0V程度まで電流を放出する特性を有する。バッテリ出力電圧は最大4.2Vから放電容量(mAh)に応じて次第に低下し、200mAh程度の放電により過放電となる。図7に示すように、外部バッテリ5の装着状態では、外部バッテリ5から放電動作が開始し(t1)、出力電圧が比較器のLVA(3.6V)未満になると比較器35の出力はLowレベルとなってP−MOSトランジスタ38がオン(ON;導通)、P−MOSトランジスタ32がオフ(OFF;遮断)となり、回路への電力供給は内部バッテリ4に切り替わり該内蔵バッテリが放電動作を開始する(t2)。内蔵バッテリ4は放電開始時(t2)の4.2Vから放電容量(mAh)に応じて次第に低下し、出力電圧が3.6V未満となると低電圧警報となり、バッテリの低電圧による回路誤動作を防ぐ目的で3.3Vとなると携帯電話機能の強制リセットが行われる。
FIG. 6 is a diagram showing the discharge characteristics of the lithium ion battery, and FIG. 7 is a diagram showing the discharge of the
以上の制御により携帯電話機のバッテリライフはバッテリ4+バッテリ5の容量に依存する構成となり、かつ効率よく2つのバッテリ4、5を使用できる。本実施の形態においては、AC/DCアダプターBからの回路への電力供給及び内蔵バッテリ4への充電が可能である。また外部バッテリ5への充電はP−MOSトランジスタ32からはできないものの、操作部63の操作によりスイッチ62をオン状態とすることにより充電動作が可能であることは以上の説明から明らかである。
With the above control, the battery life of the mobile phone is configured to depend on the capacity of the
(他の実施の形態)
図8は、PCMCIA(TYPE2)のPHS装置へ適用した実施の形態を示す図である。本実施の形態では、PCMCIAサイズ(TYPE2)の携帯電話機として、ノート型パーソナルコンピュータ(ノートPC)に設けられているPCMCIAスロットに差込み可能なPCMCIAインターフェースを装着している。該携帯電話機をノートPCに差し込むことにより、電力供給はAC/DCアダプターに代えてノートPCのPCMCIAスロット内等の電源部から供給され、またノートPCから通信制御が行われるように構成される。この場合においても、前述の動作によりPCのPCMCIAカードスロットに差込みデータ通信を行いながら内蔵バッテリの充電が可能である。
(Other embodiments)
FIG. 8 is a diagram showing an embodiment applied to a PMC device of PCMCIA (TYPE 2). In this embodiment, a PCMCIA size (TYPE2) mobile phone is equipped with a PCMCIA interface that can be inserted into a PCMCIA slot provided in a notebook personal computer (notebook PC). By inserting the mobile phone into the notebook PC, power is supplied from a power supply unit in the PCMCIA slot of the notebook PC instead of the AC / DC adapter, and communication control is performed from the notebook PC. Even in this case, the built-in battery can be charged while being inserted into the PCMCIA card slot of the PC and performing data communication by the above-described operation.
前記実施の形態では、携帯電話機を単体で使用するときは必要に応じ携帯電話機の一面等にラミネートタイプの薄型のセカンド(外部)バッテリを装着して使用することを可能とし、外部バッテリを装着することにより通話時間を充分確保できるように構成したものであり、ノートPC側のスロットの寸法をセカンドバッテリの装着状態でも差込可能に構成すること、又はセカンドバッテリの装着状態での携帯電話機自体の寸法をノートPC側スロットの寸法に合わせることにより、セカンドバッテリの装着状態での内蔵バッテリ及び外部バッテリの充電を可能に構成することができる。勿論、この場合も他の充電用のAC/DCアダプタの使用を可能とすることができ、携帯電話機へのセカンドバッテリの装着状態での図2に示すような内蔵バッテリ及び外部バッテリの充電を可能に構成することができることは云うまでもない。 In the above-described embodiment, when a mobile phone is used alone, it is possible to use a laminated type thin second (external) battery mounted on one surface of the mobile phone, etc., if necessary, and an external battery is attached. The size of the slot on the notebook PC side can be inserted even when the second battery is installed, or the mobile phone itself with the second battery is installed. By adjusting the size to the size of the notebook PC side slot, the built-in battery and the external battery can be charged with the second battery mounted. Of course, in this case as well, it is possible to use other AC / DC adapters for charging, and it is possible to charge the internal battery and the external battery as shown in FIG. 2 when the second battery is attached to the cellular phone. Needless to say, it can be configured as follows.
1 充電IC
2 レギュレータ
3 バッテリ切替回路
4 内蔵バッテリ
5 外部バッテリ
6 充電スイッチ
7 バッテリ接続端子
31、32 P型電界効果トランジスタ
33、34 インバータ回路
35 比較器(コンパレータ)
36 プルダウン抵抗
37 AND回路
61、62 スイッチ
63 操作部
1 Charging IC
2
36 Pull-
Claims (6)
内蔵バッテリと、前記内蔵バッテリの出力端子と前記電源ラインとの間に接続した第1のスイッチと、外部バッテリの出力端子と接続可能なバッテリ接続端子と、前記バッテリ接続端子と前記電源ラインとの間に接続した第2のスイッチと、前記バッテリ接続端子の電圧が、未満の場合に第1のスイッチのみをオン状所定の基準電圧以上の場合に前記第2のスイッチのみオン状態に制御し、前記基準電圧態に制御する第1及び第2スイッチの制御回路とを備え、前記内蔵バッテリ又は外部バッテリから電源ラインに電力供給時に前記充電用アダプタを前記充電回路に接続することにより、前記充電回路から前記レギュレータに電力を供給するとともに、それぞれ前記第1又は第2のスイッチを介して前記内蔵バッテリ又は外部バッテリを選択的に充電可能であることを特徴とする携帯端末装置。 In a portable terminal device having a charging circuit connectable to a charging adapter, and a power supply line for supplying power from the charging circuit to the regulator,
An internal battery, a first switch connected between the output terminal of the internal battery and the power line, a battery connection terminal connectable to the output terminal of an external battery, the battery connection terminal and the power line A second switch connected between the battery switch and the battery connection terminal is controlled to turn on only the first switch when the voltage of the battery connection terminal is less than a predetermined reference voltage that is on or higher. A control circuit for first and second switches for controlling to the reference voltage state, and connecting the charging adapter to the charging circuit when power is supplied from the built-in battery or an external battery to a power line. Supply power to the regulator and select the internal battery or external battery via the first or second switch, respectively. Mobile terminal apparatus characterized in that it is charged.
前記充電回路と前記電源ラインとの間に直列に接続した第3のスイッチ及び第1のスイッチと、前記第3のスイッチと前記第1のスイッチとの接続点に出力端子を接続した内蔵バッテリと、外部バッテリの出力端子と接続可能なバッテリ接続端子と、前記バッテリ接続端子と前記電源ラインとの間に接続した第2のスイッチと、前記充電回路と前記バッテリ接続端子との間に接続した第4のスイッチと、前記第3及び第4のスイッチのオンオフ状態を互いに逆方向に切り替える操作部と、前記バッテリ接続端子の電圧が、レギュレータの出力で動作する回路の動作特性が確保できる最低の電源電圧を出力するときのレギュレータの入力電圧である低電圧警報電圧値以上の場合に前記第2のスイッチのみオン状態に制御し、前記低電圧警報電圧値未満の場合に第1のスイッチのみをオン状態に制御する第1及び第2スイッチの制御回路とを備え、前記内蔵バッテリ又は外部バッテリから電源ラインに電力供給時に前記充電用アダプタを前記充電回路に接続することにより、前記充電回路から前記レギュレータに電力を供給するとともに、それぞれ前記第3又は第4のスイッチを介して前記内蔵バッテリ又は外部バッテリを選択的に充電可能であることを特徴とする携帯端末装置。 In a portable terminal device having a charging circuit connectable to a charging adapter, and a power supply line for supplying power from the charging circuit to the regulator,
A third switch and a first switch connected in series between the charging circuit and the power supply line; a built-in battery having an output terminal connected to a connection point between the third switch and the first switch; A battery connection terminal connectable to the output terminal of the external battery; a second switch connected between the battery connection terminal and the power supply line; and a second switch connected between the charging circuit and the battery connection terminal. 4, the operation unit for switching the on and off states of the third and fourth switches in opposite directions, and the lowest power source that can ensure the operating characteristics of the circuit in which the voltage of the battery connection terminal operates with the output of the regulator When the voltage is equal to or higher than a low voltage alarm voltage value that is an input voltage of the regulator when outputting a voltage, only the second switch is controlled to be on, and the low voltage alarm voltage And a control circuit for controlling the first switch and the second switch to turn on only the first switch when the power is less than the power supply line, and supplying the charging adapter to the charging circuit when power is supplied from the built-in battery or the external battery to the power supply line. By connecting, power is supplied from the charging circuit to the regulator, and the built-in battery or the external battery can be selectively charged through the third or fourth switch, respectively. Terminal device.
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