JP3190564B2 - 電池電源を備えた電子機器 - Google Patents
電池電源を備えた電子機器Info
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Description
で駆動するメモリーカード、モデム等の周辺装置によ
り、機能を追加できるようにした電子機器PDA,P
C,PHS等の携帯情報端末および携帯型のゲーム機等
の電池電源を備えた電子機器に関するものである。
般的な電源回路を持つ従来の電子機器の概略構成図であ
る。図15において、電池1の電圧は、昇圧回路2で昇
圧して電子機器のシステム本体3に安定した駆動電圧を
供給する。4は電圧監視回路であり、該電圧監視回路4
は電池1の容量が低下して、電子機器のシステム本体3
の動作の限界となる直前の電圧値を検出し、システム3
に警告を発するようになっている。
おける電池のチェックの処理フローであり、ステップS
1で電源回路がオンすると、ステップS2でシステム本
体3の初期化が行われ、ステップS3で、電圧監視回路
4は電池1の電圧を検出し、ステップS4で、検出した
電圧と予め設定した基準電圧とを比較する。
であるとステップS6に進みアプリケーションの起動待
ちの状態になるが、検出した電圧が基準電圧以下である
と、ステップS5に進み警告レベルであるとして、使用
者に警告を発生する警告サイン出力処理を行う。
路4で行われ、電子機器のシステム本体3の起動時にお
ける動作の限界となる電圧の直前の電圧を検出して、検
出信号aを出力し、この検出信号aにより、システム本
体3のプログラムに割り込みをかけ、電池警告マークの
表示、電池交換メッセージの表示或いは警告音等の、電
池の警告サインの出力処理を行う。
電源状態改善処理のフローである。図15の電圧監視回
路4がシステム本体3の動作の限界となる直前の電圧値
を検出すると、ステップS7で、電池の警告サインを点
灯し、ステップS8で電池の交換作業を行うか否かを認
識する。
池の交換を行わない場合はステップS9に進み、外部電
源への切り換えが行われるか否かを判断する。そして、
外部電源への切り換えが行われると電池の警告サインは
消灯する、即ち、ステップS8及びS9で電池の交換を
行うか、ACアダプター等の外部電源装置からの電源供
給を開始するまで、電池の警告サインを表示させる。
源状態復帰時の処理フローである。図18において、ス
テップS10で電池交換を行う場合、一旦電源をオフし
て、新しい電池と交換し、電源を再度オンにするので、
電池交換によるマニアル解除となり、改めてシステム本
体3は初期化される。またステップS11で、外部電源
に切り換えた場合は、外部電源端子からの入力を検知
し、外部電源による電圧の回復を検出した段階で電池の
警告サインを消灯するようにしている。
ように、電圧監視回路で、単に電池の端子電圧を測定す
るだけで、その端子電圧が予め定めた基準電圧より高い
か否かを検出して電池交換の警報を出すものでは、電池
の電圧が設定されたシステムの警告レベル以下に低下し
ない限り、電池の状態に対する情報を取得することがで
きない、即ち、電池の端子電圧は基準レベルに達してい
ても、電池の残存する容量でどの程度の負荷に耐えられ
るかという情報を得ることはできないという問題があ
る。
低下して、予め設定された警告レベル以下になったとき
に、周辺装置にアクセスする等、負荷の大きな動作をさ
せたり、根本的な状態の改善まで、動作の規制が行われ
ないことがあるので、システム本体が機能不全に陥り、
作成途上のデータが消失することがあるという問題があ
った。
の接続等により、電源の状態が改善されると、電子機器
におけるシステム本体の初期化や再起動等の特別な操作
を行わねばならないという問題があった。
た電子機器は、上記の問題を解決するため、1次または
2次電池より成る電源手段と、該電源手段の出力電圧を
検出する電圧監視手段と、該電圧監視手段で検出した上
記電源手段の出力電圧が予め定めた基準電圧以下になる
ことを検出して電子機器本体或いは、該電子機器本体に
接続される周辺機器等の負荷の動作を制御する制御手段
と、上記電源手段に設けた擬似負荷手段と、該擬似負荷
手段を選択的に作動させるスイッチング手段と、上記擬
似負荷手段の作動時における上記電圧監視手段で検出し
た上記電源手段の出力電圧に基づき、上記電子機器の電
源投入時に上記電源手段に接続可能な負荷情報を得る負
荷情報検出手段とを設けて成る電子機器において、 上記
擬似負荷手段を互いに異なる大きさの複数の擬似負荷で
構成し、上記各擬似負荷を大きな負荷から順に選択的に
上記電源手段に接続するスイッチング手段を設け、上記
各擬似負荷が電源手段に接続されているタイミングにお
ける上記電源手段の出力電圧を電圧監視手段で検出し
て、該電圧監視手段で検出した各擬似負荷に対する電源
手段の出力電圧に基づき、上記負荷情報検出手段によ
り、使用している電源手段に接続できる負荷を選定でき
るようにしたことを特徴とする。
電池より成る電源手段に負荷を接続する場合、負荷の接
続に先立って、スイッチング手段により複数の擬似負荷
を大きな擬似負荷から順に選択的に上記電源手段に接続
する。そして、各擬似負荷が電源手段に順次接続される
状態での電源手段の各出力電圧を電圧監視手段で検出
し、この各出力電圧を予め定めた基準電圧と比較して、
負荷情報検出手段により、電子機器の電源投入時に、上
記電源手段に接続可能な負荷情報を得る。
源投入時に、電源手段に接続される複数の各負荷を正常
に動作されるに最小限必要な値に予め設定しておく。従
って、複数の擬似負荷を用いることにより、接続できる
負荷をより高精度に、判断できると共に、複数の負荷の
接続に先立って、負荷情報検出手段から、この複数の各
負荷を接続したとき、正常に動作をされられるだけの電
池の残存容量があるか否かを検出することができる。
は、上記の構成において上記負荷情報検出手段からの負
荷情報に基づき、上記制御手段により、上記電源手段か
ら電子機器本体或いは周辺機器の負荷に供給される電圧
を遮断した後、上記電圧監視手段により、上記電源手段
の擬似負荷を接続した状態における電圧を監視し、電圧
復帰を確認して、電圧復帰が確認された上記負荷への電
圧供給を自動的に復帰させるようにしたことを特徴とす
る。
状態で、電圧監視手段により、上記電源手段の出力電圧
を検出し、この値を予め設定した基準電圧と比較して、
負荷情報検出手段で負荷の接続が不可能であるか否かを
判断する。負荷の接続が不可能であると判断すると制御
手段により、上記電源手段から、電子機器本体或いは周
辺機器の負荷に供給する電圧を遮断し、これらの負荷
が、上記電源手段に接続されないようにする。
り、充電したり、又、アダプターを介して外部電源に接
続して、電源手段の電圧が回復すると、電圧監視手段は
これを検出する。そして、負荷情報検出手段で上記負荷
へ電源手段を接続することが可能であると判断すると、
制御手段により接続が可能な上記負荷に対して、上記電
源手段を接続し、接続が可能となった電子機器本体或い
は周辺機器への電圧供給を自動的に開始する。
て説明する。 図1は、本発明の概略の構成図であり、
1は電池、2は昇圧回路、3はシステム本体、4は電圧
監視回路、8は擬似負荷回路である。電池1の電圧は昇
圧回路2で昇圧され、電子機器のシステム本体3に安定
した駆動電圧として、供給される。また、電池1の電圧
は電圧監視回路4で常時監視されており、電池1の容量
が低下して、予め定めた基準電圧、即ち電子機器のシス
テム本体3の動作限界に対応する電圧になると、これを
検出して、システム本体3に電池1の容量が低下したこ
とを示す検出信号aを出力する。
制御信号dにより、電池1に擬似負荷を接続するもの
で、メモリーカードやプリンタ等の周辺装置の接続や、
アプリケーションの起動等これから動作させようとする
負荷を想定して設けられる。そして、システム本体3か
らの制御信号dにより、擬似負荷回路8の擬似負荷が電
池1に接続された状態での電池1の端子電圧を電圧監視
回路4で監視し、この状態での電池1の端子電圧が、予
め定めた基準電圧より高ければ、上記擬似負荷に対応す
る負荷の接続が可能であると判断する。
荷)が大きくなるとその分、端子電圧が降下するので、
電子機器の起動時に、この電子機器の負荷が最も大きい
状態を想定した擬似負荷を設け、この擬似負荷に電流を
流すことによって生じる電圧降下を電圧監視回路4で検
知し、負荷の接続が可能であるか否かを予め検出する。
ように、電池の電圧が、接続した負荷の警告レベル以下
に低下しない限り電池の状態に関する情報を取得できな
い所謂受動的な検出システムに対して、電池の状態につ
いて、どの程度の負荷に耐えられるかという能動的な情
報を負荷の接続前に、予め取得することができるように
なる。
構成を示す一実施形態のブロック図であり、電池1に接
続されるシステム本体3の最大負荷を想定した場合のも
のである。8−1は、FET等のスイッチング素子、8
−2は、擬似負荷となる負荷抵抗であり、システム本体
3からの制御信号dがスイッチング素子8−1のゲート
Gに供給されると、このスイッチング素子8−1のソー
スSとドレインD間が導通し負荷抵抗8−2が擬似負荷
として、図1の電池1の両端に接続される。
1に接続しようとする最大負荷の値に対応させておけ
ば、周辺装置やアプリケーションとして、いかなる負荷
を接続した場合にも、電池1が、これらの負荷に耐えら
れる状態であるか否かを予め検出することができる。
値を変化させることができるようにした一実施形態のブ
ロック図である。FET等から成るスイッチング素子8
−1a,8−1b,8−1cと疑似負荷となる負荷抵抗
8−2a,8−2b,8−2cとの各直列回路を並列接
続して、図1の電池1に接続するように構成する。
b,8−1cのゲートGには、システム本体3からの図
4に示すようなクロックパルスより成る制御信号dをバ
イナリーカウンタ8−3でカウントして、図4に、8−
1aの制御信号、8−1bの制御信号、8−1cの制御
信号として示す各制御信号を作り、この制御信号を供給
する。
−1b,8−1cは図4に示すように順次連続してオン
状態になる。上記負荷抵抗8−2a,8−2b,8−2
cは、同一の抵抗値Rに設定しているので、各スイッチ
ング素子8−1a,8−1b,8−1cが順次オンする
ことによって擬似負荷の抵抗値は、R,R/2,R/3
の3段階に切り換えられる。
により、各擬似負荷に対応する電池1の端子電圧を電圧
監視回路4で読み取りその値より、使用している電池で
駆動できる最大の負荷を予め割り出すことができる。こ
の場合、複数の各擬似負荷により、求めた情報を接続し
ようとする複数の負荷に対応する情報として用いること
ができるが、また、各擬似負荷より求めた情報を用いて
システム本体3内の演算回路により、接続しようとする
特定の負荷に対するより高精度な情報を得るようにして
もよい。
負荷抵抗8−2a,8−2b,8−2cの抵抗値を同一
の値に設定しているが夫々異なる値に設定してもよい。
値を変化させることができるようにした他の実施形態の
ブロック図である。図3に示す実施形態と相違する点
は、FET等のスイッチング素子8−1a,8−1b,
8−1cを図6に示すように順次選択的にオンさせるよ
うにしたものである。
な2個の制御信号d1,d2を取り出し、これをデコー
ダ8−4に供給する。デコーダ8−4は、上記制御信号
d1,d2を受けて図6に8−1aの制御信号、8−1
bの制御信号、8−1cの制御信号として示すような制
御信号を導出し、この制御信号を対応する上記のスイッ
チング素子8−1a,8−1b,8−1cのゲートGに
供給する。
は、負荷抵抗8−2a,8−2b,8−2cが順次選択
的に切り換えられたものとなる。この場合、抵抗値は負
荷抵抗8−2aが最小、負荷抵抗8−2bが中間、負荷
抵抗8−2cが最大になるように設定する等、各負荷抵
抗の値を適宜異なる値に設定する。そして、各負荷抵抗
の切り換えにより、使用している電池1で駆動できる最
大の負荷の割り出しを、図3に示す実施形態と同様にし
て行うことができる。
は、擬似負荷の抵抗値を3段階に切り換え、夫々の場合
の電池の端子電圧を電圧監視回路4で監視し、使用電池
で駆動できる最大の負荷を割り出すものであるが擬似負
荷の切り換えは3段階に限られるものではなく、また、
電池1に接続しようとする負荷が予め決まっている場合
は、接続される負荷に応じた複数の擬似負荷を設けるよ
うにしてもよい。
スイッチング素子8−1a,8−1b,8−1cにFE
Tを用いたものを示しているが数十mAオーダの電流を
流せるものであればFET以外のスイッチング素子を使
用することができる。
負荷回路8を組み込んだ電子機器のブロック図であり、
図2、図3及び図5に対応する部分には同一符号を付し
説明を省略する。
れた充電防止回路であり、6は、保護回路、7は外部電
源入力端子であって、システム本体3は次のような構成
より成っている。システム本体3の3−1はCPU、3
−2はシステムゲートアレー、3−3はRTC、3−4
はPCMCIAコントローラ、3−5はPCMCIAカ
ードスロット、3−6は表示装置、3−7はROM、3
−8はRAMである。
10インターフェース、3−11はタブレット、3−1
2は入力キー、3−13はIRインターフェースであ
り、bは昇圧回路2の5V系出力、Cは昇圧回路2の3
V系出力である。このようなシステム本体3は一般に広
く使われている構成であるので、詳細な説明は省略す
る。
荷回路8に、電流を流したときの電圧降下がシステム本
体3の動作限界の電圧値レベル以下になる場合に、周辺
機器への接続が行えないようにする実施形態であり、図
2、図3及び図5に対応する部分は同一符号を付し説明
を省略する。
行う周辺機器用インターフェース(I/F)であり、9
は、上記周辺機器用インターフェース10への電源供給
を選択的に遮断するスイッチング素子であって、該スイ
ッチング素子9のゲート端子には、システム本体3から
の周辺機器の電源を制御する制御信号fが供給されてい
る。eはシステム本体3から周辺機器用インターフェー
ス10へ供給されるアドレス信号やデータ信号等の信号
である。
を流したとき、擬似負荷回路8による電圧降下が電圧監
視回路4で監視され、その値がシステム本体3の動作限
界の電圧レベルより高い場合は、制御信号fによりスイ
ッチング素子9が導通し、周辺機器インターフェース1
0に昇圧回路2より所定の電圧が供給される。そして、
周辺機器(図示せず)を周辺機器用インターフェース1
0に接続すると、周辺機器には信号eが供給される。
テム本体3の動作限界の電圧レベルより低くなると、制
御信号fが反転し、スイッチング素子9を遮断状態にす
る。従って、周辺機器用インターフェース10には、電
源供給が遮断され、周辺機器用インターフェース10と
これに結合する周辺機器(図示せず)との接続を断つ。
荷回路8に電流を流したときの電圧降下が、システム本
体3の動作限界の電圧レベル以下になる場合に周辺機器
との接続が行えないようにする他の実施形態であり、図
8に示す実施形態と相違する点は、負荷の異なる2個の
周辺機器に対応できるようにしたものである。
示せず)を接続するための第1の周辺機器用インターフ
ェースであり、12は大きな負荷の第2の周辺機器(図
示せず)を接続するための第2の周辺機器用インターフ
ェースである。また、9−1及び9−2は昇圧回路2の
出力を上記周辺機器用インターフェース11及び12に
選択的に供給するスイッチング素子である。
f1により選択的に導通するもので、周辺機器用インタ
ーフェース11に軽い負荷が接続される条件の下に、電
池1の電圧レベルが所定の値以上になっていることを擬
似負荷8を用いて、検出して、その検出信号により導通
する。
御信号f2により選択的に導通するもので、周辺機器用
インターフェース12に重い負荷が接続される条件の下
に、電池1の電圧レベルが、所定の値以上になっている
ことを擬似負荷を用いて検出して、その検出信号により
導通する。
づけを行い、電源の状態即ち、その電源が耐えられる負
荷によって、複数ある周辺機器用インターフェースを負
荷の重さに応じ、段階的に規制するようにしたものであ
る。
おける起動時の動作を図10に示す処理フローに基づき
説明する。図10において、ステップS1〜S5は、上
記図16で説明した従来の場合と同様である。ステップ
S1で電子機器の電源をオンしたとき、ステップS2で
まず従来の電池電圧のチェックを行う。
ばステップS5で警告サインを点灯し、ついで擬似負荷
によるチェックを行わずにステップS17で周辺装置へ
のアクセスを制限する処理を行う。
検出した電池1の電圧レベルが予め定めた基準レベルよ
り高く、警告レベルでなかった場合には、ステップS1
5で擬似負荷回路8をシステム本体3からの制御信号d
により短時間オンにし、電池1の電源に対して擬似負荷
をかけ、電圧監視回路4により、擬似負荷回路8の電圧
降下を検出する。
16で、予め設定した基準電圧以下であるか否かを検出
し基準電圧以下である場合には、ステップS17に進
み、制御信号f,f1,f2によりスイッチング素子9,
9−1,9−2をオフして周辺機器用インターフェース
10,11,12に対するアクセスを制限する。
準電圧以上であることを判定するか、ステップS17で
の周辺機器用インターフェースへのアクセス制限処理が
解除されると、ステップS18に進みアプリケーション
の起動を待つ。
に基づき、電池に周辺装置を駆動する余裕がない場合、
周辺装置の利用を制限し、負荷の大きな動作を規制し
て、本体機能の動作を保証するようにプログラム処理を
行わせることができ、従来装置のように、負荷接続時の
電池の端子電圧が、設定された警告レベル以下になる場
合でも周辺機器にアクセスさせて、負荷の大きな動作を
おこなわせ機能不全に陥るような事故を未然に防止する
ことができる。
11、図12及び図13を用いて説明する。図8及び図
9の擬似負荷回路8がシステム本体3からの制御信号d
によりオンになると、擬似負荷が回路に入る。擬似負荷
のオンにより電池1の電圧が低下し、一旦図12に示す
規制レベルの電圧V0以下になると、スイッチング素子
9,9−1,9−2が常にオフ状態になるように制御信
号f,f1,f2が、システム本体3より供給され、スイ
ッチング素子9,9−1,9−2をオフにして、周辺機
器用インターフェース10,11,12への電源供給を
遮断する。この状態で周辺機器(図示せず)を利用しよ
うとすると図13に示すようなメッセージが表示され
る。
している。このような周辺機器へのアクセスが規制され
ている場合、電源電圧を回復させる手段としては、新し
い電池と交換するか、ACアダプター等の外部電源から
電源を供給する方法があるが、いずれの方法でもその操
作を行うまでの間、周辺機器へのアクセスを規制し続け
る必要がある。
プS20の状態から、ステップS21に進み、電池1の
交換を行う場合、電源は一旦オフされるので、電池1の
交換後、再度電源をオンすると通常の動作を行う。電池
1の交換を行わず、ステップS22でACアダプター等
により、外部電源に接続すると、電源の電圧は図12に
示す解除レベル電圧V1以上になるので、これを検出し
ステップS23に進んで、電池交換のサインが点灯して
いるか否かを判断する。
ステップS24でこれを消灯し、ステップS25で制御
信号f,f1,f2を反転して、スイッチング素子9,9
−1,9−2を導通状態にし、周辺機器用インターフェ
ースに電圧を供給して、周辺機器の接続を制限する。こ
のように周辺機器へのアクセスが制限された場合、電源
電圧の根本的な状態の改善がなされるまで動作の規制を
継続するようプログラム処理を行わせるので、従来装置
のように、電源電圧の完全な回復以前に周辺機器等の負
荷を接続して、機能不全に陥り作成途上のデータを消失
させる等の事故を未然に防止することができる。
帰時の動作を説明する。外部電源の使用により電圧が図
12に示す解除レベル電圧V1まで回復すると、制御信
号f,f1,f2によるスイッチング素子9,9−1,9
−2の規制がなくなるので、必要に応じて上記スイッチ
ング素子9,9−1,9−2をオン状態にすることがで
きる。従って周辺機器を利用する場合には、この時点
で、上記スイッチング素子9,9−1,9−2をオンに
して周辺機器用インターフェース10,11,12の初
期化を実行するようにする。
続により外部電源入力が検出されると、ステップS26
で電圧が図12の解除レベル電圧V1まで回復したか否
かを検出する。解除レベル電圧V1まで回復しているこ
とが検出されると、ステップS27で電池交換の警告サ
インが点灯中であるか否かを判断し、点灯中であると、
ステップS28で警告サインを消灯して、ステップS2
9に進み、システム本体3からの制御信号f,f1,f2
によりスイッチング素子9,9−1,9−2をオンし
て、周辺機器用インタフェース10,11,12への電
源を供給する。
0,11,12へのアクセスの制限を解除し、ステップ
S30で周辺機器用インターフェース10,11,12
の初期化を行う。従って、電子機器の電池電圧が低下
し、周辺機器へのアクセスが規制されている場合、新し
い電池と交換する時には機器の電源をオフにして電池交
換完了後に再起動するので自動的に周辺機器へのアクセ
スの制限を解除する必要はないが、ACアダプター等の
外部電源を使用するときは電源の電圧が復帰した事を検
知した時点で、機器の初期化や再起動などの特別な操作
を行うことなく、周辺機器へのアクセスの制限が自動的
に解除される。
用いた電子機器に負荷を接続する場合、負荷の接続に先
立ち、擬似負荷を接続して電池の残存容量を調べるの
で、擬似負荷を設けるだけの比較的簡単な構成で、電池
が負荷の接続に耐えられる状態であるか否かの電池の情
報を事前に正確に得ることができ、残存容量が不足する
電池に負荷を間違って接続して、負荷のデータを消滅さ
せる等の事故を未然に防止することができる。また、上
記擬似負荷を複数個用いて電池の残存容量を調べるの
で、負荷の接続に耐えられるか否かの電池の情報を更に
高精度に得ることができる。
て、重負荷となる周辺機器を接続する場合、接続に先立
って、擬似負荷を用いて、電池の残存容量に関する情報
を得て、この情報により周辺機器の接続を制限するの
で、本体の基本システムだけを活かして、電池の使用時
間を延長させたり、周辺機器の負荷の大きさに応じて、
その接続を自動的に行わせるようにすることができる。
また、この場合の擬似負荷を複数個用いることにより、
周辺機器接続の可否を高精度に制御したり、また、複数
個の周辺機器の接続を選択的に行わせることができる。
れた機能は、電源状態の回復後、特別な操作を行うこと
なく、自動的に解除されすべての機能が利用可能となる
操作性のよい装置を提供することができる。
態の構成図である。
態の構成図である。
説明である。
態の構成図である。
説明である。
る。
る。
る。
ローチャートである。
ためのフローチャートである。
おける動作を説明するためのフローチャートである。
めのフローチャートである。
ーチャートである。
ーチャートである。
Claims (2)
- 【請求項1】1次または2次電池より成る電源手段と、
該電源手段の出力電圧を検出する電圧監視手段と、該電
圧監視手段で検出した上記電源手段の出力電圧が予め定
めた基準電圧以下になることを検出して電子機器本体或
いは、該電子機器本体に接続される周辺機器等の負荷の
動作を制御する制御手段と、上記電源手段に設けた擬似
負荷手段と、該擬似負荷手段を選択的に作動させるスイ
ッチング手段と、上記擬似負荷手段の作動時における上
記電圧監視手段で検出した上記電源手段の出力電圧に基
づき、上記電子機器の電源投入時に上記電源手段に接続
可能な負荷情報を得る負荷情報検出手段とを設けて成る
電子機器において、 上記擬似負荷手段を互いに異なる大きさの複数の擬似負
荷で構成し、上記各擬似負荷を大きな負荷から順に選択
的に上記電源手段に接続するスイッチング手段を設け、
上記各擬似負荷が電源手段に接続されているタイミング
における上記電源手段の出力電圧を電圧監視手段で検出
して、該電圧監視手段で検出した各擬似負荷に対する電
源手段の出力電圧に基づき、上記負荷情報検出手段によ
り、使用している電源手段に接続できる負荷を選定でき
るようにした ことを特徴とする電池電源を備えた電子機
器。 - 【請求項2】 上記負荷情報検出手段からの負荷情報に基
づき、上記制御手段により上記電源手段から電子機器本
体或いは周辺機器の負荷に供給される電圧を遮断した
後、上記電圧監視手段により、上記電源手段の擬似負荷
を接続した状態における電圧を監視し、電圧復帰を確認
して、電圧復帰が確認された負荷への電圧供給を自動的
に復帰させるようにしたことを特徴とする請求項1記載
の電池電源を備えた電子機器。
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