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発明の名称 電源供給用スイッチ装置とそれを用いた電子機器
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−68244(P2007−68244A)
公開日 平成19年3月15日(2007.3.15)
出願番号 特願2005−247110(P2005−247110)
出願日 平成17年8月29日(2005.8.29)
代理人 【識別番号】100097445
【弁理士】
【氏名又は名称】岩橋 文雄
発明者 菅野 浩元 / 東 啓司
要約 課題
ACアダプタを抜いたとき、電池に一瞬負担がかかる。

解決手段
電池22が接続される入力端子21と、この入力端子21がドレイン23aに接続されるとともにゲート23cが抵抗32,33の抵抗の直列接続体を介してグランドに接続されたMOSトランジスタ23と、このMOSトランジスタ23のソース23bに接続されるとともに負荷回路25に接続される出力端子24と、電池22より高い電圧を出力するACアダプタ28が接続される入力端子26と、この入力端子26がMOSトランジスタ23のゲート23cに接続されるとともに、入力端子26側から出力端子24側に向けて接続されたダイオード29とを備え、ACアダプタ28からの電圧の供給がオフされた場合において、出力端子24側の電圧がMOSトランジスタ23のドレイン23a側の電圧より高い間は、MOSトランジスタ23をオフに制御する制御回路37を有したものである。
特許請求の範囲
【請求項1】
第1の電圧を出力する電源が接続される第1の入力端子と、この第1の入力端子がドレインに接続されるとともにゲートが第1、第2の抵抗の直列接続体を介してグランドに接続されたMOSトランジスタと、このMOSトランジスタのソースに接続されるとともに負荷回路に接続される出力端子と、前記第1の電圧より高い第2の電圧を出力する第2の電源が接続される第2の入力端子と、この第2の入力端子が前記MOSトランジスタのゲートに接続されるとともに、前記第2の入力端子側から前記出力端子側に向けて接続された第1のダイオードとを備え、前記第2の電源からの前記第2の電圧の供給がオフされた場合において、前記出力端子側の電圧が前記MOSトランジスタのドレイン側の電圧より高い間は、前記MOSトランジスタをオフに制御する制御回路を有する電源供給用スイッチ装置。
【請求項2】
制御回路は、MOSトランジスタのソース側にエミッタが接続されるとともに、コレクタ側が前記MOSトランジスタのゲートに接続された第1のトランジスタと、前記MOSトランジスタのドレイン側から前記第1のトランジスタのベースに向けて接続された第2のダイオードと、前記第1のトランジスタのベース側が第3の抵抗を介してコレクタ側に接続されるとともに、エミッタ側がグランドに接続された第2のトランジスタと、この第2のトランジスタのベース側が第1、第2の抵抗の直列接続体の接続点に接続された請求項1に記載の電源供給用スイッチ装置。
【請求項3】
グランドからMOSトランジスタのゲート側に向けて第3のダイオードが接続された請求項1に記載の電源供給用スイッチ装置。
【請求項4】
第1の電圧を出力する電源が接続された第1の入力端子と、この第1の入力端子がドレインに接続されるとともにゲートが第1、第2の抵抗の直列接続体を介してグランドに接続されたMOSトランジスタと、このMOSトランジスタのソースに接続されるとともに本体回路に接続された出力端子と、前記第1の電圧より高い第2の電圧を出力する第2の電源が接続される第2の入力端子と、この第2の入力端子が前記MOSトランジスタのゲートに接続されるとともに、前記第2の入力端子側から前記出力端子側に向けて接続された第1のダイオードとを備え、前記第2の電源からの前記第2の電圧の供給がオフされた場合において、前記出力端子側の電圧が前記MOSトランジスタのドレイン側の電圧より高い間は、前記MOSトランジスタをオフに制御する制御回路を有する電子機器。
【請求項5】
制御回路は、MOSトランジスタのソース側にエミッタが接続されるとともに、コレクタ側が前記MOSトランジスタのゲートに接続された第1のトランジスタと、前記MOSトランジスタのドレイン側から前記第1のトランジスタのベースに向けて接続された第2のダイオードと、前記第1のトランジスタのベース側が第3の抵抗を介してコレクタ側に接続されるとともに、エミッタ側がグランドに接続された第2のトランジスタと、この第2のトランジスタのベース側が第1、第2の抵抗の直列接続体の接続点に接続された請求項4に記載の電子機器。
【請求項6】
グランドからMOSトランジスタのゲート側に向けて第3のダイオードが接続された請求項4に記載の電子機器。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、負荷回路への電源供給に際して、電池とACアダプタとを共に使用できる電源供給用スイッチ装置とそれを用いた電子機器に関するものである。
【背景技術】
【0002】
以下、従来の電源供給用スイッチ装置について説明する。従来の電源供給用スイッチ装置は、図3に示すように、5ボルト(以下、Vと記す)を出力する電池1が接続される入力端子2と、この入力端子2がドレイン4aに接続されるとともにゲート4cが抵抗3を介してグランドに接続されたMOSトランジスタ4と、MOSトランジスタ4のソース4bに接続されるとともに負荷回路5に接続される出力端子6と、8Vの電圧を出力するACアダプタ7が接続される入力端子8と、この入力端子8側からMOSトランジスタ4のゲート4cに接続されるとともに、入力端子8側から出力端子6側に向けて接続されたダイオード9とで構成されていた。
【0003】
以上のように構成された電源供給用スイッチ装置について、以下にその動作を説明する。先ず、5Vを出力する電池1のみが入力端子2に接続されており、8Vを出力するACアダプタ7は入力端子8に接続されていない場合について説明する。
【0004】
この場合、MOSトランジスタ4のゲート4cは抵抗3を介してグランドに接続されているので、MOSトランジスタ4はオンとなり、入力端子2に入力される電池1の出力はMOSトランジスタ4を介して出力端子6に導かれる。そして、この出力端子6から負荷回路5に供給される。
【0005】
次に、5Vを出力する電池1が入力端子2に接続されており、8Vを出力するACアダプタ7も入力端子8に接続されている場合について説明する。
【0006】
この場合、MOSトランジスタ4のソース4bには、ACアダプタ7からダイオード9を介して供給される7.6Vの電圧が印加されており、ゲート4cにはACアダプタ7から出力される8Vの電圧が印加されているので、MOSトランジスタ4はオフとなる。従って、電池1の出力はMOSトランジスタ4で阻止される。一方、ACアダプタ7から出力される電圧はダイオード9を介して出力端子6に供給される。そして、この出力端子6から負荷回路5に供給される。
【0007】
次に、入力端子2に電池1は接続されておらず、入力端子8にACアダプタ7のみが接続されている場合について説明する。この場合、入力端子8に入力されるACアダプタ7の電圧はダイオード9を介して出力端子6に供給される。そして、この出力端子6から負荷回路5に供給される。
【0008】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1が知られている。
【特許文献1】特開平9−322424号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
しかしながらこのような従来の電源供給用スイッチ装置では、8Vを出力するACアダプタ7を入力端子8から外すと、MOSトランジスタ4のゲート4cがグランド電位となり、このMOSトランジスタ4が直ちにオンとなってしまう。
【0010】
そのため、この瞬間においては負荷回路5が有するコンデンサ等にチャージされていた7.6Vの電圧がMOSトランジスタ4を介して電池1と導通状態となる瞬間が存在することになる。そうすると、負荷回路5に残留していた7.6Vの電圧が、5Vの電池1に流れ込むことになり、電池1に負担をかけてしまうという問題があった。
【0011】
そこで本発明は、この問題を解決したもので、ACアダプタをオフした瞬間においても電池に負担をかけない電源供給用スイッチ装置を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【0012】
この目的を達成するために本発明の電源供給用スイッチ装置は、第2の電源からの第2の電圧の供給がオフされた場合において、出力端子側の電圧がMOSトランジスタのドレイン側の電圧より高い間は、前記MOSトランジスタをオフに制御する制御回路を有するものである。これにより、所期の目的を達成することができる。
【発明の効果】
【0013】
以上のように本発明によれば、第2の電源からの第2の電圧の供給がオフされた場合において、出力端子側の電圧がMOSトランジスタのドレイン側の電圧より高い間は、このMOSトランジスタをオフに制御する制御回路を有しているので、たとえ前記MOSトランジスタのソース側の電圧が前記MOSトランジスタのドレイン側の電圧より高い瞬間があったとしても、その間は前記ソース側の電圧が前記ドレイン側に与えられることはない。従って、第1の電源に負担をかけることはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
(実施の形態1)
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態1を説明する。図1において、21は5Vの電池(第1の電圧を出力する電源の一例として用いた)22が接続される入力端子である。この入力端子21はPチャンネルのMOSトランジスタ23のドレイン23aに接続されている。また、このMOSトランジスタ23のソース23bは出力端子24に接続されており、この出力端子24には、コンデンサ等の充電要素を含む負荷回路25が接続されている。
【0015】
また、MOSトランジスタ23のゲート23cは入力端子26に接続されており、この入力端子26には、8Vを出力するACアダプタ(第2の電圧を出力する電源の一例として用いた)28に接続されている。なお、入力端子26とACアダプタ28との間にスイッチ27を挿入しても良い。
【0016】
また、入力端子26(MOSトランジスタ23のゲート23c側)はダイオード29のアノード29a側に接続されており、カソード29b側は出力端子24に接続されている。また、この入力端子26は保護用のダイオード30のカソード30b側にも接続されており、そのアノード30a側はグランドに接続されている。
【0017】
MOSトランジスタ23のソース23bはPNPトランジスタ31のエミッタ31aに接続されており、コレクタ31bはMOSトランジスタ23のゲート23cに接続されるとともに抵抗32と抵抗33の直列接続体を介してグランドに接続されている。
【0018】
また、MOSトランジスタ23のドレイン23aは、ダイオード34のアノード34a側に接続されており、そのカソード34b側はトランジスタ31のベース31cに接続されている。また、トランジスタ31のベース31cは抵抗35を介してNPNトランジスタ36のコレクタ36aに接続されており、エミッタ36b側はグランドに接続されている。また、トランジスタ36のベース36cは抵抗32と抵抗33の接続点に接続されている。
【0019】
ここで、トランジスタ31,36と、ダイオード34と、抵抗32,33,35とで制御回路37を形成している。また38は、MOSトランジスタ23の寄生ダイオードであり、MOSトランジスタ23のドレイン23a側に寄生ダイオード38のアノード38a側が接続されるとともにソース23b側には寄生ダイオード38のカソード38b側が接続されるように形成されたものである。
【0020】
以上のように構成された電源供給用スイッチ装置について以下にその動作を説明する。先ず、5Vを出力する電池22のみが接続されており、ACアダプタ28は接続されていない場合について説明する。この場合、トランジスタ31のエミッタ31a側には、寄生ダイオード38を介して4.6Vが供給されるとともに、トランジスタ31のベース31c側にはダイオード34を介して4.6Vが供給されるので、トランジスタ31はオフとなっている。従って、エミッタ31a側の電圧がトランジスタ31を介してコレクタ31b側へ流れることはない。また、入力端子26に電圧は加わっていないので、MOSトランジスタ23のゲート23cに電圧は供給されずロー(以下Lと記す)レベルとなる。即ち、MOSトランジスタ23はオンとなり、電池22の電圧はMOSトランジスタ23を介して出力端子24に出力される。また、このときトランジスタ36のベース36cはLレベルであり、トランジスタ36はオフとなっている。従って、MOSトランジスタ23のソース23b側の電圧がグランドに放電されることはなく、電池22からの出力を無駄に消費することはない。
【0021】
次に、5Vを出力する電池22と8Vを出力するACアダプタ28が入力端子21と26に夫々接続されている場合について説明する。この場合、ACアダプタ28の出力が入力端子26を介してMOSトランジスタ23のゲート23cに供給される。また、ACアダプタ28の出力はダイオード29を介してMOSトランジスタ23のソース23b側に供給される。従って、MOSトランジスタ23はオフとなる。即ち、電池22の出力は、出力端子24側へ供給されず、ACアダプタ28の出力のみがダイオード29を介して出力端子24に供給される。従って、この電源供給用スイッチ装置を携帯用の電子機器に使用すれば、ACアダプタ28を使用することにより、電池22の消耗を少なくし、電池22の寿命を長持ちさせることができる。
【0022】
この場合、トランジスタ36のベース36cには8Vの電圧が抵抗32と33で分割して与えられるので、トランジスタ36はオンとなっている。また、トランジスタ31のコレクタ31bの電圧は8Vであるので、トランジスタ31においては、コレクタ31bからベース31cに向かって電流が流れ、このベース31cの電圧は7.6Vとなる。この7.6Vの電圧は、ダイオード34があるためMOSトランジスタ23のドレイン23a側には流れない。従って、電池22に7.6Vの電圧が印加されることはなく、電池22は保護される。また、トランジスタ31のベース31c側の電圧は、抵抗35とオンとなっているトランジスタ36を介してグランドへ流れて放電する。また、ゲート23cに加わる8Vの電圧は、抵抗32,33の直列接続体を介してグランドに流れる。
【0023】
次に、この電池22が入力端子21に接続された状態で、ACアダプタ28をオフした場合、即ち、ACアダプタ28を入力端子26から外すか或いはスイッチ27をオフした場合について述べる。この場合、入力端子26に加わる電圧が瞬時に0Vになる。
【0024】
この瞬間において、トランジスタ31のエミッタ31aの電圧は、負荷回路25のコンデンサに充電された電圧が一瞬供給されることになる。その後、負荷回路25で消費されるので、7.6Vから順次低下する。即ち、最初7.6Vあったエミッタ31aの電圧は段々低下する。そして、ダイオード34を介してベース31cに印加されている4.6Vの電圧になるまで、トランジスタ31はオンしている。このトランジスタ31がオンしている間は、トランジスタ31のエミッタ31aに加わる電圧はコレクタ31bを介してMOSトランジスタ23のゲート23cに導かれる。このようにして、MOSトランジスタ23のソース23bの電圧と、ゲート23cの電圧が等しくなるまで、MOSトランジスタはオフ状態を維持する。即ち、MOSトランジスタ23のソース23b側からドレイン23a側へ5Vより高い電圧が導かれることはない。このことにより、ACアダプタ28がオフされた瞬間においても、電池22は保護される。
【0025】
トランジスタ31のコレクタ31b側へ供給される電圧は、抵抗32,33の直列接続体により放電する。この放電によりトランジスタ31のコレクタ31bが少しずつ低下していく。この低下した電圧がやがて寄生ダイオード38を介して供給される4.6Vの電圧になると、エミッタ31aとベース31cは同電位となりトランジスタ31はオフする。
【0026】
そうするとMOSトランジスタ23のゲート23cには電圧が供給されないので0Vとなり、MOSトランジスタ23はオンとなる。すなわち以後は、入力端子21側から電池22の出力が出力端子24側へ供給される。
【0027】
ここで、ダイオード30はMOSトランジスタ23のゲート23cにマイナス電圧が加わらないように保護を目的として挿入されたものである。また、本実施の形態において、抵抗32は3.3KΩ(キロオーム)、抵抗33は1.0KΩ、抵抗35は100KΩの値の抵抗を用いている。
【0028】
以上説明したように、本実施の形態における電源供給用スイッチ装置は、ACアダプタ28からの8Vの電圧の供給がオフされた場合においても、出力端子24側の電圧がMOSトランジスタ23のドレイン23a側の電圧より高い間は、このMOSトランジスタ23をオフに制御する制御回路37を有している。従って、たとえMOSトランジスタ23のソース23b側の電圧がMOSトランジスタ23のドレイン23a側の電圧より高い瞬間があったとしても、その間はソース23b側の電圧がドレイン23a側に与えられることはない。従って、電池22に負担をかけることはない。
【0029】
また、この電源供給用スイッチ装置に用いる制御回路37は、MOSトランジスタ23のソース23b側にエミッタ31aが接続されるとともに、コレクタ31b側がMOSトランジスタ23のゲート23cに接続されたトランジスタ31と、MOSトランジスタ23のドレイン23a側からトランジスタ31のベース31cに向けて接続されたダイオード34と、トランジスタ31のベース31c側が抵抗35を介してコレクタ36a側に接続されるとともに、エミッタ36b側がグランドに接続されたトランジスタ36と、このトランジスタ36のベース36c側が抵抗32,33の直列接続体の接続点に接続された構成となっており、簡単な構成で形成されているので、小型化と低価格化を図ることができる。
【0030】
更に、グランド側からMOSトランジスタ23のゲート23c側に向けて保護用のダイオード30が接続されているので、MOSトランジスタ23に負の高電圧が加わって、MOSトランジスタ23が破壊されることはない。
【0031】
(実施の形態2)
図2は、実施の形態2における電子機器の回路図である。実施の形態2において、実施の形態1と同じものについては同符号を付して説明を簡略化している。
【0032】
この電子機器は、実施の形態1で説明した電源供給用スイッチ装置40を用いたものである。この電子機器は電源供給用スイッチ装置40の出力端子に電子機器本体回路41が接続された携帯用の電子機器である。なお、入力端子21には、5Vを出力する電池22が接続されており、入力端子26には、8Vを出力するACアダプタ28が着脱自在に接続されたものである。
【0033】
従って、この携帯用の電子機器においても、実施の形態1と同様の効果を奏するものである。即ち、ACアダプタ28からの8Vの電圧の供給がオフされた場合において、出力端子24側の電圧がMOSトランジスタ23のドレイン23a側の電圧より高い間は、このMOSトランジスタ23をオフに制御する制御回路37を有しているので、たとえMOSトランジスタ23のソース23b側の電圧がMOSトランジスタ23のドレイン23a側の電圧より高い瞬間があったとしても、その間はソース23b側の電圧がドレイン23a側に与えられることはない。従って、電池22に負担をかけることはない。このことにより、ACアダプタ28を用いて電池22の寿命を延ばすことができ、携帯用の電子機器として優れた効果を奏するものである。
【0034】
また、制御回路37や保護用のダイオード30に関しても、実施の形態1と同様の効果を奏するものである。
【産業上の利用可能性】
【0035】
本発明にかかる電源供給用スイッチ装置は、第1の電源に負担をかけないので、第1の電源の電圧より高い電圧を出力するACアダプタを使用する電子機器等に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0036】
【図1】本発明の実施の形態1における電源用スイッチ回路の回路図
【図2】本発明の実施の形態2における電子機器の要部回路図
【図3】従来の電源用スイッチ回路の回路図
【符号の説明】
【0037】
21 入力端子
22 電池
23 MOSトランジスタ
24 出力端子
25 負荷回路
26 入力端子
28 ACアダプタ
29 ダイオード
32 抵抗
33 抵抗
37 制御回路




 

 


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