JP6868580B2 - Electronics - Google Patents
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Description
本発明は、電子機器に関し、例えば、エネルギーハーベスティング技術等によって集めた微少電力に基づいて動作する電子機器に関する。 The present invention relates to an electronic device, for example, an electronic device that operates based on a minute amount of electric power collected by energy harvesting technology or the like.
近年、光や熱、振動等の環境エネルギーに基づいて発電するエネルギーハーベスティング技術(環境発電技術)やマイクロ波等によって電力を受電する非接触給電技術によって得られた微少電力によって動作するバッテリレスの電子機器が注目されている。 In recent years, battery-less operation with minute power obtained by energy harvesting technology (environmental power generation technology) that generates power based on environmental energy such as light, heat, and vibration, and non-contact power supply technology that receives power by microwaves, etc. Electronic devices are attracting attention.
バッテリレスの電子機器としては、例えば、温度等を計測するセンサと、データ処理機能や無線通信機能等を実現するための制御回路と、エネルギーハーベスティング技術や非接触給電技術によって得られたエネルギーに基づいてセンサおよび制御回路に電力を供給する電力供給部とを備えたセンサ機器が知られている(例えば特許文献1参照)。 Battery-less electronic devices include, for example, sensors that measure temperature, control circuits for realizing data processing functions, wireless communication functions, etc., and energy obtained by energy harvesting technology and non-contact power supply technology. Based on this, a sensor device including a power supply unit for supplying power to a sensor and a control circuit is known (see, for example, Patent Document 1).
ここで、従来のバッテリレスの電子機器の構成について説明する。
図6は、従来のバッテリレスの電子機器の機能ブロック構成を示す図である。
図6に示すように、従来のバッテリレスの電子機器90は、発電部91、蓄電素子92、電源回路93、センサ94、および制御回路95を備えている。
Here, the configuration of a conventional batteryless electronic device will be described.
FIG. 6 is a diagram showing a functional block configuration of a conventional batteryless electronic device.
As shown in FIG. 6, the conventional batteryless electronic device 90 includes a
発電部91は、エネルギーハーベスティング技術や非接触給電技術によって電力を発生する電力発生素子である。蓄電素子92は、発電部91から発生した電力を一時的に蓄える素子であり、例えばキャパシタである。
The
電源回路93は、蓄電素子92に蓄えられた電力に基づいて電源電圧VCCxを生成する回路である。電源回路93は、昇圧DC/DCコンバータであって、スイッチ素子およびインダクタ(図示せず)と、スイッチ素子を制御するためのDC/DCコンバータ制御用IC930とを備えている。DC/DCコンバータ制御用IC930は、入力電圧VINxが所定の閾値電圧Vth1を超えたとき動作を開始し、上記スイッチ素子を制御して電源電圧VCCxを発生させ、電源ラインLVCCxに供給する。電源ラインLVCCxには、電源電圧VCCxの安定化のための出力キャパシタCOUTxが接続されている。
The
センサ94は、温度等を計測する装置である。制御回路95は、データ処理機能や無線通信機能等を実現するための回路である。センサ94および制御回路95は、電源電圧VCCxに基づいて動作する。すなわち、センサ94および制御回路95は、電源回路93の負荷である。
The
図6に示す電子機器90において、発電部91によって発生した電力は、先ず、蓄電素子92に蓄えられる。蓄電素子92に蓄えられた電力、すなわち蓄電素子92の出力電圧(入力電圧VINx)が所定値よりも大きくなると、電源回路93が動作を開始し、電源電圧VCCxとしての一定の直流電圧を生成する。
In the electronic device 90 shown in FIG. 6, the electric power generated by the
センサ94および制御回路95は、電源電圧VCCxに基づいて、所定の動作を行う。制御回路95は、誤動作防止のために最低動作電圧が定められており、電源電圧VCCxが閾値電圧Vth2よりも低くなったとき、センサ94の動作を停止するとともに自らの動作を停止する。そのため、センサ94および制御回路95の動作停止後は、電源回路93は無負荷状態となる。
The
一般的なリチウムイオン二次電池等のバッテリを内蔵した電子機器の場合、バッテリからの供給が可能な電力が内部回路の消費電力よりも十分に大きいため、内部回路が必要とする電力の安定した供給が可能である。これに対し、エネルギーハーベスタ等の微少電力によって動作する電子機器は、内部回路の消費電力に対してエネルギーハーベスティング技術等によって得られる供給電力に余裕がないため、バッテリを内蔵した電子機器に比べて必要とする電力を内部回路に安定して供給できる時間がとても短い。 In the case of electronic devices with a built-in battery such as a general lithium-ion secondary battery, the power that can be supplied from the battery is sufficiently larger than the power consumption of the internal circuit, so the power required by the internal circuit is stable. It can be supplied. On the other hand, electronic devices such as energy harvesters that operate with a small amount of electric power do not have enough power supply obtained by energy harvesting technology or the like with respect to the power consumption of the internal circuit, and therefore, compared with electronic devices having a built-in battery. The time required to stably supply the required power to the internal circuit is very short.
例えば、図6に示す電子機器90の場合、蓄電素子92に一定量のエネルギーが充電されたとき電源回路93、制御回路95、およびセンサ94等の内部回路が動作を開始し、その後、内部回路が動作することによって蓄電素子92のエネルギーが消費されて一定量を下回った場合に電力供給が不足して内部回路が停止する。内部回路が停止することにより、蓄電素子92に再び充電が開始される、という間欠動作が行われる。このように電子機器90では、蓄電素子92の充電と放電が短期間に繰り返されるため、蓄電素子92の出力電圧、すなわち電源回路93の入力電圧VINxの時間変化の波形は、三角波状となることが多い。
For example, in the case of the electronic device 90 shown in FIG. 6, internal circuits such as the
ところで、一般的な電子機器は、電源遮断等により内部回路への電源供給を停止したとき、内部回路内のキャパシタに電荷が残る場合がある。キャパシタは、自己放電(漏れ電流)によって時間の経過と共に電荷が失われ、再び電源投入が行われたときには、放電された状態になっている、あるいは再び電源投入が行われるまで常に内部回路が正常に動作可能な電荷を保っている設計をされていることが多い。 By the way, in a general electronic device, when the power supply to the internal circuit is stopped due to a power cutoff or the like, an electric charge may remain in a capacitor in the internal circuit. Capacitors lose their charge over time due to self-discharge (leakage current), and when the power is turned on again, the internal circuit is always normal until the capacitor is in the discharged state or the power is turned on again. It is often designed to maintain a working charge.
これに対し、従来のエネルギーハーベスタ等の微少電力によって動作する電子機器90は、上述したように、蓄電素子92の充放電を繰り返しながら内部回路が間欠動作を行うので、動作停止後に内部回路内のキャパシタに蓄えられた電荷が十分に放電される前に、蓄電素子92の充電が開始される状況が起こりうる。本願発明者は、従来の電子機器90がこのような状況下において誤動作するおそれがあることを見出した。以下、詳細に説明する。
On the other hand, in the electronic device 90 that operates with a small amount of electric power such as a conventional energy harvester, the internal circuit performs intermittent operation while repeating charging and discharging of the
図7は、従来の電子機器90の誤動作を示すシミュレーション結果である。
同図には、電源回路93の入力電圧VINx(蓄電素子92の出力電圧)、電源ラインLVCCxの電源電圧VCCx(電源回路93の出力電圧)、およびセンサ94および制御回路95の起動の有無を示す信号VPxが示されている。ここで、信号VPxは、ハイレベルであるときにセンサ94が起動していることを示し、ローレベルであるときにセンサ94が停止していることを示している。
FIG. 7 is a simulation result showing a malfunction of the conventional electronic device 90.
The figure shows the input voltage VINx of the power supply circuit 93 (output voltage of the power storage element 92), the power supply voltage VCSx of the power supply line LVCCx (output voltage of the power supply circuit 93), and whether or not the
図7において、時刻t90に蓄電素子92の充電が開始され、蓄電素子92の出力電圧、すなわち電源回路93の入力電圧VINxが上昇し始める。時刻t91において入力電圧VINxが閾値電圧Vth1を超えたとき、電源回路93としての昇圧DC/DCコンバータが起動し、電源電圧VCCxが生成される。これにより、センサ94および制御回路95が動作を開始する。
In FIG. 7, charging of the
センサ94および制御回路95の動作により蓄電素子92のエネルギーが消費され、その後、時刻t92において入力電圧VINxが閾値電圧Vthxよりも低くなったとき、DC/DCコンバータ制御用IC930が動作を停止し、電源回路93が電源電圧VCCxの生成を停止する。その後、時刻t93において電源電圧VCCxが閾値電圧Vth2(最低動作電圧)よりも低くなったとき、センサ94および制御回路95の動作が停止し、電源回路93は無負荷状態となる。これにより、電源ラインLVCCxの容量成分(主に、出力キャパシタCOUTx)に蓄えられていた電荷は出力キャパシタCOUTxの自己放電等によって失われるので、電源電圧VCCxは、緩やかに低下し始める。
When the energy of the
その一方で、蓄電素子92が無負荷状態であるので、時刻t93において、再び蓄電素子92の充電が開始されて入力電圧VINxが上昇する。このとき、電源電圧VCCxが十分に下がりきっていない。そのため、本来であれば、入力電圧VINxが閾値電圧Vth1を超えてから昇圧DC/DCコンバータが動作を開始して電源電圧VCCxを発生させるところ、電子機器90の昇圧DC/DCコンバータは、入力電圧VINxが閾値電圧Vth1を超える前の時刻t94において、電源電圧VCCxを生成している。このときの電源電圧VCCxは、昇圧DC/DCコンバータの誤動作によって生成されているため、蓄電素子92にはセンサ94および制御回路95が動作できるほど十分な電荷が充電されていない。そのため、センサ94および制御回路95は正常に動作することができない。
On the other hand, since the
この事象は、電源回路93の構成要素の一つであるDC/DCコンバータ制御用IC(Integrated Circuit)930が正常にリセットされないことが原因で発生すると考えられる。すなわち、昇圧DC/DCコンバータの入力電圧VINxがDC/DCコンバータ制御用IC930の最低動作電圧よりも下がった状態(図7の時刻t94)において、昇圧DC/DCコンバータの出力端子(電源ラインLVCCx)に接続されている出力キャパシタCOUTxを中心とする容量成分に十分な電荷が残っている場合に、DC/DCコンバータ制御用IC930が正常にリセットされず、DC/DCコンバータ制御用IC930が誤動作すると考えられる。このことは、DC/DCコンバータ制御用IC930が、誤動作防止のためにヒステリシス特性を有していることに関連があると考えられる。
It is considered that this event occurs because the DC / DC converter control IC (Integrated Circuit) 930, which is one of the components of the
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、安定した動作が可能なバッテリレスの電子機器を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a battery-less electronic device capable of stable operation.
本発明の代表的な実施の形態に係る電子機器は、電力を発生する発電部と、前記発電部によって発生した電力を蓄える蓄電素子と、固定電圧が供給される基準電位ラインと、前記蓄電素子に蓄えられた電力に基づいて、前記固定電圧よりも大きい電源電圧を生成する電源回路と、前記電源電圧が供給される電源ラインと、前記電源ラインからの給電により動作する負荷と、前記負荷の動作の停止に応じて、前記電源ラインと前記基準電位ラインとの間に電流経路を形成するスイッチ回路とを備えることを特徴とする。 The electronic device according to a typical embodiment of the present invention includes a power generation unit that generates electric power, a power storage element that stores electric power generated by the power generation unit, a reference potential line to which a fixed voltage is supplied, and the power storage element. A power supply circuit that generates a power supply voltage larger than the fixed voltage based on the electric power stored in the power supply line, a power supply line to which the power supply voltage is supplied, a load operated by power supply from the power supply line, and the load. It is characterized by including a switch circuit that forms a current path between the power supply line and the reference potential line in response to the stop of operation.
本発明の一態様によれば、安定した動作が可能なバッテリレスの電子機器を提供することが可能となる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to provide a battery-less electronic device capable of stable operation.
1.実施の形態の概要
先ず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。なお、以下の説明では、一例として、発明の構成要素に対応する図面上の参照符号を、括弧を付して記載している。
1. 1. Outline of Embodiment First, an outline of a typical embodiment of the invention disclosed in the present application will be described. In the following description, as an example, reference numerals on drawings corresponding to the components of the invention are described in parentheses.
〔1〕本発明の代表的な実施の形態に係る電子機器(10)は、電力を発生する発電部(1)と、前記発電部によって発生した電力を蓄える蓄電素子(2)と、前記蓄電素子に蓄えられた電力に基づいて、前記蓄電素子から出力される電圧と異なる電源電圧(VCC)を生成する電源回路(3)と、前記電源電圧が供給される電源ライン(LVCC)と、前記電源ラインからの給電により動作する負荷(8)と、前記負荷の動作の停止に応じて、前記電源ラインと基準電位ラインとの間に電流経路を形成するスイッチ回路(6,6A)とを備えることを特徴とする。 [1] The electronic device (10) according to a typical embodiment of the present invention includes a power generation unit (1) that generates electric power, a power storage element (2) that stores power generated by the power generation unit, and the power storage unit. A power supply circuit (3) that generates a power supply voltage (VCC) different from the voltage output from the power storage element based on the electric power stored in the element, a power supply line (LVCC) to which the power supply voltage is supplied, and the above. It includes a load (8) that operates by supplying power from the power supply line, and a switch circuit (6, 6A) that forms a current path between the power supply line and the reference potential line in response to the stop of the operation of the load. It is characterized by that.
〔2〕上記電子機器において、前記負荷は、前記負荷が動作しているときに第1論理レベル(ハイレベルまたはローレベル)となり、前記負荷が停止しているときに第2論理レベル(ローレベルまたはハイレベル)となる信号を出力する出力端子(DO,DOx)を有し、前記スイッチ回路は、前記基準電位ラインと前記電源ラインとの間に接続されたスイッチ素子(SW,SWA)を含み、前記スイッチ素子は、前記負荷の前記出力端子から出力された信号が前記第1論理レベルである場合にオフし、前記負荷の前記出力端子から出力された信号が前記第2論理レベルになったときオンするようにしてもよい。 [2] In the electronic device, the load becomes the first logical level (high level or low level) when the load is operating, and becomes the second logical level (low level) when the load is stopped. It has an output terminal (DO, DOx) that outputs a signal (or high level), and the switch circuit includes a switch element (SW, SWA) connected between the reference potential line and the power supply line. The switch element is turned off when the signal output from the output terminal of the load is at the first logic level, and the signal output from the output terminal of the load is at the second logic level. You may turn it on when.
〔3〕上記電子機器において、前記第1論理レベルは、前記基準電位ラインの電圧に対応する電圧(ハイレベル)であり、前記第2論理レベルは、前記電源ラインの電圧に対応する電圧(ローレベル)であり、前記スイッチ素子は、制御電極(ゲート電極)と、前記電源ラインに接続された第1主電極(ソース電極)と、前記基準電位ラインに接続された第2主電極(ドレイン電極)とを有し、前記制御電極に対する前記第1主電極の電圧が所定の閾値を超えた場合にオンするトランジスタ(Pチャネル型の電界効果トランジスタ)であって、前記スイッチ回路は、前記トランジスタの前記制御電極と、前記負荷の前記出力端子との間に接続された第1抵抗(R1)と、前記負荷の前記出力端子と前記基準電位ラインとの間に接続された第2抵抗(R2)と、前記トランジスタの前記第1主電極と前記トランジスタの前記制御電極との間に接続されたキャパシタ(C1)とを更に含んでもよい。 [3] In the electronic device, the first logic level is a voltage (high level) corresponding to the voltage of the reference potential line, and the second logic level is a voltage (low level) corresponding to the voltage of the power supply line. The switch element is a control electrode (gate electrode), a first main electrode (source electrode) connected to the power supply line, and a second main electrode (drain electrode) connected to the reference potential line. ), And the switch circuit is a transistor (P-channel type electric field effect transistor) that is turned on when the voltage of the first main electrode with respect to the control electrode exceeds a predetermined threshold value. A first resistor (R1) connected between the control electrode and the output terminal of the load, and a second resistor (R2) connected between the output terminal of the load and the reference potential line. And a capacitor (C1) connected between the first main electrode of the transistor and the control electrode of the transistor may be further included.
〔4〕上記電子機器において、前記第1論理レベルは、前記基準電位ラインの電圧に対応する電圧(ローレベル)であり、前記第2論理レベルは、前記電源ラインの電圧に対応する電圧(ハイレベル)であり、前記スイッチ素子は、制御電極(ゲート電極)と、前記基準電位ラインに接続された第1主電極(ソース電極)と、前記電源ラインに接続された第2主電極(ドレイン電極)とを有し、前記第1主電極に対する前記制御電極の電圧が所定の閾値を超えた場合にオンするトランジスタ(Nチャネル型の電界効果トランジスタ)であって、前記スイッチ回路は、前記負荷の前記出力端子と前記電源ラインとの間に接続された第1抵抗(R1)と、前記トランジスタの前記制御電極と前記負荷の前記出力端子との間に接続された第2抵抗(R2)と、前記トランジスタの前記制御電極と前記基準電位ラインとの間に接続されたキャパシタ(C1)とを更に含んでもよい。 [4] In the electronic device, the first logic level is a voltage corresponding to the voltage of the reference potential line (low level), and the second logic level is a voltage corresponding to the voltage of the power supply line (high level). The switch element is a control electrode (gate electrode), a first main electrode (source electrode) connected to the reference potential line, and a second main electrode (drain electrode) connected to the power supply line. ), And the switch circuit is a transistor (N-channel type electric field effect transistor) that is turned on when the voltage of the control electrode with respect to the first main electrode exceeds a predetermined threshold value, and the switch circuit is of the load. A first resistor (R1) connected between the output terminal and the power supply line, and a second resistor (R2) connected between the control electrode of the transistor and the output terminal of the load. A capacitor (C1) connected between the control electrode of the transistor and the reference potential line may be further included.
〔5〕上記電子機器において、前記負荷は、センサ(4)と、前記センサを制御するとともに前記センサの検知結果を外部へ送信するIC(5)とを含み、前記出力端子は、前記ICのデジタル出力端子(DO)であってもよい。 [5] In the electronic device, the load includes a sensor (4) and an IC (5) that controls the sensor and transmits the detection result of the sensor to the outside, and the output terminal is the IC. It may be a digital output terminal (DO).
〔6〕上記電子機器において、前記発電部は、環境エネルギーに基づいて電力を発生するエネルギーハーベスタであってもよい。
〔7〕上記電子機器において、前記発電部は、非接触給電技術に基づいて電力を受電するアンテナ素子であってもよい。
[6] In the electronic device, the power generation unit may be an energy harvester that generates electric power based on environmental energy.
[7] In the electronic device, the power generation unit may be an antenna element that receives electric power based on the non-contact power feeding technology.
2.実施の形態の具体例
以下、本発明の実施の形態の具体例について図を参照して説明する。なお、以下の説明において、各実施の形態において共通する構成要素には同一の参照符号を付し、繰り返しの説明を省略する。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。
2. Specific Examples of Embodiments Hereinafter, specific examples of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same reference numerals will be given to the components common to each embodiment, and the repeated description will be omitted. In addition, it should be noted that the drawings are schematic, and the relationship between the dimensions of each element, the ratio of each element, and the like may differ from the reality. Even between drawings, there may be parts where the relationship and ratio of dimensions are different from each other.
≪本発明の実施の形態に係る電子機器10の構成≫
図1は、本発明の実施の形態に係る電子機器の機能ブロック構成を示す図である。
図1に示す電子機器10は、例えば、自ら発電した電力や遠方からの非接触給電に基づいて動作するバッテリレスの機器である。具体的に、電子機器10は、発電部1、蓄電素子2、電源回路3、センサ4、制御回路5、スイッチ回路6、および出力キャパシタCOUTを備えている。
<< Configuration of
FIG. 1 is a diagram showing a functional block configuration of an electronic device according to an embodiment of the present invention.
The
発電部1は、例えば、エネルギーハーベスティング技術や非接触給電技術によって電力を発生する電力発生素子である。電力発生素子としては、エネルギーハーベスタや、非接触給電技術に基づいて電力を受電するアンテナ素子等を例示することができる。ここでは、一例として、発電部1がエネルギーハーベスタであるとする。 The power generation unit 1 is, for example, a power generation element that generates electric power by an energy harvesting technique or a non-contact power feeding technique. Examples of the power generating element include an energy harvester, an antenna element that receives power based on the non-contact power feeding technology, and the like. Here, as an example, it is assumed that the power generation unit 1 is an energy harvester.
蓄電素子2は、発電部1から発生した電力を一時的に蓄える素子であり、例えばキャパシタである。蓄電素子2から出力された電圧は、入力電圧VINとして電源回路3に入力される。
The power storage element 2 is an element that temporarily stores the electric power generated from the power generation unit 1, and is, for example, a capacitor. The voltage output from the power storage element 2 is input to the
電源回路3は、蓄電素子2に蓄えられた電力に基づいて、蓄電素子2から出力される電圧よりも大きい電源電圧VCCを生成する回路である。以下、蓄電素子2から出力される電圧、すなわち電源回路3に入力される電圧を「入力電圧VIN」とも称する。
The
また、グラウンド電圧GNDが供給される配線を「基準電位ラインLGND」、電源電圧VCCが供給される配線を「電源ラインLVCC」と表記する。 Further, the wiring to which the ground voltage GND is supplied is referred to as "reference potential line LGND", and the wiring to which the power supply voltage VCS is supplied is referred to as "power supply line LVCC".
電源回路3は、例えばスイッチング電源回路であって、好ましくは、昇圧DC/DCコンバータである。電源回路3は、入力電圧VINに基づいて、グラウンド電圧GNDを基準とした一定の直流電圧を生成し、電源電圧VCC(>VIN)として電源ラインLVCCに供給する。
The
電源回路3は、例えば、昇圧DC/DCコンバータの構成要素として、スイッチ素子(例えばパワートランジスタ)、インダクタ、および上記スイッチ素子のオン/オフを制御するDC/DCコンバータ制御用IC30等の電子部品を備えている。なお、図1では、一例として、DC/DCコンバータ制御用IC30のみを図示し、その他の構成要素の図示を省略している。なお、電源回路3は昇圧DC/DCコンバータに限定されず、降圧DC/DCコンバータであってもよい。
The
DC/DCコンバータ制御用IC30は、動作開始電圧として閾値電圧Vth1が設定されている。DC/DCコンバータ制御用IC30は、入力電圧VINが閾値電圧Vth1を超えたとき動作を開始し、上述したスイッチ素子のスイッチングを開始する。これにより、電源電圧VCCとして一定の直流電圧を発生させる。
The DC / DC
出力キャパシタCOUTは、電源電圧VCCの安定化のための電子部品である。出力キャパシタCOUTは、電源ラインLVCCと基準電位ラインLGNDとの間に接続されている。なお、出力キャパシタCOUTは、電源回路3を構成する一要素として、図1における電源回路3の内部に設けられていてもよい。
The output capacitor COUT is an electronic component for stabilizing the power supply voltage VCS. The output capacitor COUT is connected between the power supply line LVCC and the reference potential line LGND. The output capacitor COUT may be provided inside the
電源ラインLVCCには、負荷8が接続されている。負荷8は、電源ラインLVCCからの電力供給により動作する。負荷8は、電子機器10固有の機能を実現するための電子部品である。本実施の形態では、負荷8として、センサ4および制御回路5を例示するが、その他の電子部品等を含んでいてもよい。
A
センサ4は、物理量を検知する電子部品である。センサ4としては、温度センサや加速度センサ等を例示することができる。センサ4は、例えば、グラウンド電圧GNDを基準として電源ラインLVCCからの給電および制御回路5からの制御により動作する。
The sensor 4 is an electronic component that detects a physical quantity. Examples of the sensor 4 include a temperature sensor and an acceleration sensor. The sensor 4 operates, for example, by supplying power from the power supply line LVCC and controlling from the
制御回路5は、電子機器10によるデータ処理機能や無線通信機能等を実現するための電子回路である。例えば、制御回路5は、センサ4を制御するとともに、センサ4の検知結果を外部へ送信する。制御回路5は、例えば、グラウンド電圧GNDを基準として電源ラインLVCCからの給電により動作する。
The
制御回路5は、例えば、公知のCMOS(complementary metal oxide semiconductor)製造プロセス等によって半導体基板に形成された半導体集積回路(IC)によって実現されている。本実施の形態では、一例として、制御回路5が一つまたは複数の半導体基板を一つのパッケージに収容したICであるとする。
The
制御回路5は、制御回路5の周辺の電子部品等と接続するための複数の外部端子を有している。図1には、制御回路5が備える外部端子のうち、グラウンド電圧GNDが供給されるグラウンド端子P1、電源電圧VCCが供給される電源端子P2、センサ4を制御するための制御信号を出力する制御端子P3、および2値信号を出力するデジタル出力端子DOを、代表的に図示している。
The
ここで、デジタル出力端子DOは、制御回路5が動作しているときに第1論理レベルとなり、制御回路5が停止しているときに第2論理レベルとなる信号を出力する端子である。デジタル出力端子DOは、例えばICのチップイネーブル端子である。なお、バッファー回路やDC/DCコンバータ等のICの外側に設けられる外付け回路によって、第1論理レベルと第2論理レベルの信号を出力させてもかまわない。
Here, the digital output terminal DO is a terminal that outputs a signal that becomes the first logic level when the
本実施の形態では、第1論理レベルは、電源電圧VCCに対応するハイレベルの電圧であり、第2論理レベルは、グラウンド電圧GNDに対応するローレベルの電圧であるとする。 In the present embodiment, the first logic level is a high level voltage corresponding to the power supply voltage VCS, and the second logic level is a low level voltage corresponding to the ground voltage GND.
スイッチ回路6は、電源ラインLVCCと基準電位ラインLGNDとの間に接続され、負荷8の動作の停止に応じて、電源ラインLVCCと基準電位ラインLGNDとの間に電流経路を形成する回路である。例えば、スイッチ回路6は、制御回路5が動作している場合に、電源ラインLVCCと基準電位ラインLGNDとの間を開放(オープン)し、制御回路5が停止したとき、電源ラインLVCCと基準電位ラインLGNDとの間に電流経路を形成する。
The switch circuit 6 is a circuit that is connected between the power supply line LVCC and the reference potential line LGND and forms a current path between the power supply line LVCC and the reference potential line LGND in response to the stop of the operation of the
図2は、スイッチ回路6の構成の一例を示す図である。
スイッチ回路6は、スイッチ素子SW、キャパシタC1、抵抗R1、および抵抗R2を有する。スイッチ素子SWは、制御電極としてのゲート電極と、電源ラインLVCCに接続された第1主電極としてのソース電極と、基準電位ラインLGNDに接続された第2主電極としてのドレイン電極とを有し、ゲート電極に対するソース電極の電圧が所定の閾値を超えた場合にオンするトランジスタである。例えば、スイッチ素子SWは、Pチャネル型の電界効果トランジスタ(MOSトランジスタ)である。以下、スイッチ素子SWを「トランジスタSW」とも称する。
FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of the switch circuit 6.
The switch circuit 6 has a switch element SW, a capacitor C1, a resistor R1, and a resistor R2. The switch element SW has a gate electrode as a control electrode, a source electrode as a first main electrode connected to the power supply line LVCC, and a drain electrode as a second main electrode connected to the reference potential line LGND. , A transistor that turns on when the voltage of the source electrode with respect to the gate electrode exceeds a predetermined threshold. For example, the switch element SW is a P-channel type field effect transistor (MOS transistor). Hereinafter, the switch element SW is also referred to as a “transistor SW”.
抵抗R2は、負荷8の出力端子としての制御回路5のデジタル出力端子DOと基準電位ラインLGNDとの間に接続されている。抵抗R1は、トランジスタSWのゲート電極と、制御回路5のデジタル出力端子DOとの間に接続されている。キャパシタC1は、トランジスタSWのソース電極とトランジスタSWのゲート電極との間に接続されている。
The resistor R2 is connected between the digital output terminal DO of the
≪本発明の実施の形態に係る電子機器10の動作≫
ここで、スイッチ回路6の動作原理について説明する。
図3Aは、電子機器10の起動時の動作の一例を示すタイミングチャートである。同図には、電源電圧VCC、トランジスタSWのゲート電圧VG、および制御回路5のデジタル出力端子DOのそれぞれの電圧波形の一例が示されている。また、同図には、トランジスタSWのオン・オフの状態が示されている。
<< Operation of the
Here, the operating principle of the switch circuit 6 will be described.
FIG. 3A is a timing chart showing an example of the operation at the time of starting the
図3Aに示すように、先ず、時刻t0において、電源回路3が起動し、電源電圧VCCが立ち上がったとする。なお、電源電圧VCCは、実際には電子機器10の内部回路内の容量成分(主に出力キャパシタCOUT)への充電に時間を要するため、緩やかに立ち上がるが、図3Aでは簡略化して図示している。
As shown in FIG. 3A, first, it is assumed that the
電源電圧VCCの立ち上がったとき、トランジスタSWのゲート電極がキャパシタC1を介して電源ラインLVCC(トランジスタSWのソース電極)に接続されているため、トランジスタSWのゲート電圧VGは、電源電圧VCCと略同電圧となる。 When the power supply voltage VCS rises, the gate electrode of the transistor SW is connected to the power supply line LVCC (source electrode of the transistor SW) via the capacitor C1, so that the gate voltage VG of the transistor SW is substantially the same as the power supply voltage VCS. It becomes a voltage.
このとき、トランジスタSWのゲート・ソース間電圧は、ほぼ0V(VG≒VCC)であるため、トランジスタSWはオフした状態となる。 At this time, since the gate-source voltage of the transistor SW is approximately 0 V (VG≈VCC), the transistor SW is turned off.
電源電圧VCCの立ち上がり後、時刻t1において制御回路5が動作を開始し、デジタル出力端子DOがハイレベル(=VCC)となる。
After the power supply voltage VCS rises, the
時刻t0から時刻t1までの期間T1において、制御回路5(IC)の初期化が完了していないため、制御回路5のデジタル出力端子DOは不定状態となり得る。しかしながら、デジタル出力端子DOは抵抗R2によってプルダウンされているので、デジタル出力端子DOの電圧は、時刻t0から時刻t1までの期間T1において、グラウンド電圧GNDとほぼ一致する。
Since the initialization of the control circuit 5 (IC) is not completed in the period T1 from the time t0 to the time t1, the digital output terminal DO of the
期間T1において、キャパシタC1は、下記式(1)で表される時定数τで充電される。したがって、期間T1におけるトランジスタSWのゲート電圧VGの波形は、式(2)で表すことができる。なお、デジタル出力端子DOの入力インピーダンスは無視する。 In the period T1, the capacitor C1 is charged with the time constant τ represented by the following equation (1). Therefore, the waveform of the gate voltage VG of the transistor SW in the period T1 can be expressed by the equation (2). The input impedance of the digital output terminal DO is ignored.
ここで、時定数τは、電源電圧VCCが立ち上がってから制御回路5が起動するまでの期間T1においてトランジスタSWがオンしないように、設定する必要がある。すなわち、期間T1において、トランジスタSWのゲート・ソース間電圧がトランジスタSWの閾値電圧よりも大きくならない範囲で時定数τを設定する必要がある。
Here, the time constant τ needs to be set so that the transistor SW does not turn on during the period T1 from the rise of the power supply voltage VCS to the start of the
なお、制御回路5に電源電圧VCCが投入されてから制御回路5が起動する(デジタル出力端子DOがハイレベルとなる)までの初期化時間(期間T1)は、制御回路5に依存した固定の時間であるため、上記の条件を満たすように時定数τを設定することは可能である。
The initialization time (period T1) from when the power supply voltage VCS is input to the
時刻t1において、制御回路5のデジタル出力端子DOがハイレベルになると、トランジスタSWのゲート電圧VGがハイレベルとなる。これにより、トランジスタSWがオフした状態が継続されるとともに、制御回路5およびセンサ4は通常の動作を開始する。
When the digital output terminal DO of the
このように、電子機器10の起動時および動作時において、スイッチ回路6は、電源ラインLVCCと基準電位ラインLGNDとの間を開放(オープン)とし、制御回路5やセンサ4等の負荷8の動作に悪影響を及ぼさない。
As described above, at the time of starting and operating the
なお、制御回路5が動作しているとき、プルダウン用の抵抗R2による損失が発生する。発電部1が微少電力供給源であることを考慮すると、抵抗R2はできるだけ大きな値に設定することが望ましい。
When the
次に、電子機器10の動作停止におけるスイッチ回路6の動作について説明する。
図3Bは、電子機器10が停止するときの動作の一例を示すタイミングチャートである。図3Cは、図3Bにおける一部の期間(時刻t11から時刻t13)を拡大したタイミングチャートである。
Next, the operation of the switch circuit 6 when the operation of the
FIG. 3B is a timing chart showing an example of the operation when the
図3Bに示すように、時刻t10において、制御回路5およびセンサ4の動作によって蓄電素子2のエネルギーが消費され、電源電圧VCCが低下し始める。その後、時刻t11において、電源電圧VCCが制御回路5の最低動作電圧(閾値電圧Vth2)より低下したとき、制御回路5およびセンサ4の動作が停止する。
As shown in FIG. 3B, at time t10, the energy of the power storage element 2 is consumed by the operation of the
これにより、制御回路5は、デジタル出力端子DOからのハイレベル(VCC)の電圧の出力を停止する。このとき、デジタル出力端子DOが抵抗R2によってプルダウンされているため、デジタル出力端子DOの電圧およびトランジスタSWのゲート電圧VGはグラウンド電圧GNDに向かって低下する。
また、このとき、キャパシタC1は、前記式(1)で表される時定数τで充電される。
As a result, the
Further, at this time, the capacitor C1 is charged by the time constant τ represented by the above equation (1).
その後、図3Cに示すように、トランジスタSWのゲート電圧VGが更に低下し、時刻t12においてトランジスタSWのゲート・ソース間電圧がトランジスタSWの閾値電圧よりも大きくなると、トランジスタSWがオンする。これにより、電源ラインLVCCと基準電位ラインLGNDとの間に電流経路が形成され、電源ラインLVCCを経由して蓄電素子2に蓄えられていたエネルギーが急激に消費されるとともに、電源ラインLVCCの容量成分(主に、出力キャパシタCOUT)に蓄えられていた電荷が放電される。その結果、電源電圧VCCが急峻に低下する。 After that, as shown in FIG. 3C, when the gate voltage VG of the transistor SW further decreases and the gate-source voltage of the transistor SW becomes larger than the threshold voltage of the transistor SW at time t12, the transistor SW is turned on. As a result, a current path is formed between the power supply line LVCC and the reference potential line LGND, the energy stored in the power storage element 2 via the power supply line LVCC is rapidly consumed, and the capacity of the power supply line LVCC is consumed. The electric charge stored in the component (mainly the output capacitor COUT) is discharged. As a result, the power supply voltage VCS drops sharply.
なお、正確には、非常に長い時定数τにより、トランジスタSWは緩やかにオフ状態からオン状態に遷移する。また放電に伴い電源電圧VCCも低下する。そのため、トランジスタSWを介して電源ラインLVCCから基準電位ラインLGNDに流れる短絡電流は急峻なものではないと考えられる。 To be precise, the transistor SW gradually transitions from the off state to the on state due to the very long time constant τ. In addition, the power supply voltage VCS also decreases with discharge. Therefore, it is considered that the short-circuit current flowing from the power supply line LVCC to the reference potential line LGND via the transistor SW is not steep.
その後、電源電圧VCCが更に低下し、時刻t13において、トランジスタSWのゲート・ソース間電圧がトランジスタSWの閾値電圧よりも小さくなったとき、トランジスタSWがオフする。これにより、電源回路3は無負荷状態となり、出力キャパシタCOUTの自己放電等により、電源電圧VCCは緩やかに低下する。
After that, when the power supply voltage VCS further decreases and the gate-source voltage of the transistor SW becomes smaller than the threshold voltage of the transistor SW at time t13, the transistor SW is turned off. As a result, the
このように、スイッチ回路6は、制御回路5の動作の停止に応じて電源ラインLVCCと基準電位ラインLGNDとの間に電流経路を形成するので、電子機器10の動作停止時に、電源ラインLVCCの容量成分(主に出力キャパシタCOUT)に残留する電荷を適切に放電することができる。
In this way, the switch circuit 6 forms a current path between the power supply line LVCC and the reference potential line LGND in response to the stoppage of the operation of the
なお、スイッチ回路6を設けなかった場合の電源電圧VCCは、図3Bにおける参照符号300の点線で示される波形となる。すなわち、スイッチ回路6を設けなかった場合、時刻t11において制御回路5およびセンサ4の動作が停止した後、電源回路3は無負荷状態となるため、出力キャパシタCOUTの自己放電等により、電源電圧VCCは緩やかに低下することになる。
The power supply voltage VCS when the switch circuit 6 is not provided has a waveform shown by a dotted line of
図4は、本発明の実施の形態に係る電子機器10の動作の一例を示すシミュレーション結果である。
同図には、電源回路3の入力電圧VIN(蓄電素子2の出力電圧)、電源ラインLVCCの電源電圧VCC(電源回路3の出力電圧)、および制御回路5のデジタル出力端子DOが示されている。
FIG. 4 is a simulation result showing an example of the operation of the
The figure shows the input voltage VIN of the power supply circuit 3 (output voltage of the power storage element 2), the power supply voltage VCS of the power supply line LVCC (output voltage of the power supply circuit 3), and the digital output terminal DO of the
図4に示されるように、本発明の実施の形態に係る電子機器10において、時刻t93において電源電圧VCCが閾値電圧Vth2(最低動作電圧)よりも低くなったとき、センサ4および制御回路5の動作が停止するが、制御回路5のデジタル出力端子DOがローレベル(GND)となる。これにより、スイッチ素子SWがオンし、電源ラインLVCCの容量成分(主に、出力キャパシタCOUT)に蓄えられていた電荷を放電する。これにより、電源電圧VCCが更に低下する。そして、時刻t95においてスイッチ素子SWがオフし、電源ラインLVCCの容量成分の放電が終了する。
As shown in FIG. 4, in the
このように、本発明の実施の形態に係る電子機器10によれば、上述した従来の電子機器90のように入力電圧VINが閾値電圧Vth1を超える前に電源回路3が昇圧動作を開始することはなく、蓄電素子2の充放電に応じて適切に電源電圧VCCを生成することができる。
As described above, according to the
≪本発明の実施の形態に係る電子機器10の効果≫
以上、本発明の実施の形態に係る電子機器10によれば、電源ラインLVCCから電力の供給を受ける負荷8の動作の停止に応じて、電源ラインLVCCと基準電位ラインLGNDとの間に電流経路を形成するスイッチ回路6を設けているので、負荷8が動作を停止して電源回路3が無負荷状態となった場合に、電源ラインLVCCの容量成分に蓄えられている電荷を放電することができ、電源電圧VCCを速やかに低下させることができる。これにより、電源電圧VCCの低下によって負荷8が動作を停止したときに、DC/DCコンバータ制御用IC30等の電源回路3を構成する回路を適切にリセットすることが可能となり、図4に示したように電源回路3の誤動作を防止することが可能となる。
<< Effect of
As described above, according to the
したがって、本発明によれば、エネルギーハーベスタ等によって発生した微少電力に基づいて動作する電子機器の安定した動作を実現することが可能となる。 Therefore, according to the present invention, it is possible to realize stable operation of an electronic device that operates based on a minute amount of electric power generated by an energy harvester or the like.
また、電子機器10において、負荷8としての制御回路5は、制御回路5が動作しているときに第1論理レベルとなり、制御回路5が停止しているときに第2論理レベルとなる信号を出力するデジタル出力端子DOを有し、スイッチ回路6は、電源ラインLVCCと基準電位ラインLGNDとの間に接続されたスイッチ素子SWを有している。スイッチ素子SWは、デジタル出力端子DOから出力された信号が第1論理レベルである場合にオフし、デジタル出力端子DOから出力された信号が第2論理レベルになったときオンする。
Further, in the
これによれば、負荷8の動作の停止に応じて、電源ラインLVCCと基準電位ラインLGNDとの間に電流経路を形成するスイッチ回路6を容易に実現することが可能となる。
According to this, it is possible to easily realize the switch circuit 6 that forms a current path between the power supply line LVCC and the reference potential line LGND in response to the stop of the operation of the
また、電子機器10において、第1論理レベルがハイレベル、第2論理レベルがローレベルである場合に、スイッチ回路6を図2に示した回路構成で実現することにより、従来の電子機器90に対する回路規模およびコストの大幅な増大を抑えつつ、負荷8の動作の停止に応じて電源ラインLVCCの容量成分に蓄えられている電荷を放電する機能を容易に実現することが可能となる。
Further, in the
また、図2に示した回路構成によれば、上述したように、電子機器10の起動時(蓄電素子2の充電時)および動作時に他の回路の動作に悪影響を与えることなく、電子機器10の停止時(負荷8の停止時)に電源ラインLVCCの容量成分に蓄積された電荷を確実に放電することが容易となる。
Further, according to the circuit configuration shown in FIG. 2, as described above, the
また、電子機器10は、スイッチ回路6を制御するための信号として制御回路5を構成するICのデジタル出力端子DOを用いている。これによれば、例えば既存の電子機器90にスイッチ回路6の追加する場合に、負荷側の回路構成を見直す必要がないので、制御回路5(IC)の再設計等の追加のコストが不要となる。
Further, the
≪実施の形態の拡張≫
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
<< Expansion of embodiment >>
The invention made by the present inventor has been specifically described above based on the embodiments, but it goes without saying that the present invention is not limited thereto and can be variously modified without departing from the gist thereof. ..
例えば、上記実施の形態において、スイッチ回路6は、図2に示した回路構成によらず、種々の回路構成を採用することができる。例えば、図2に示したスイッチ回路6の代わりに、図5に示す回路構成を有するスイッチ回路6Aを用いてもよい。
For example, in the above embodiment, the switch circuit 6 can adopt various circuit configurations regardless of the circuit configuration shown in FIG. For example, instead of the switch circuit 6 shown in FIG. 2, a
図5において、制御回路5のデジタル出力端子DOxは、制御回路5が動作しているときにローレベルとなり、制御回路5が停止しているときにハイレベルとなる信号を出力する外部端子である。スイッチ回路6Aは、電源ラインLVCCと基準電位ラインLGNDとの間に接続されたスイッチ素子SWAを有している。スイッチ素子SWAは、デジタル出力端子DOxから出力された信号がローレベルである場合にオフし、デジタル出力端子DOxから出力された信号がハイレベルになったときにオンする。
In FIG. 5, the digital output terminal DOx of the
より具体的には、スイッチ回路6Aにおいて、スイッチ素子SWAは、制御電極としてのゲート電極と、基準電位ラインLGNDに接続された第1主電極としてのソース電極と、電源ラインLVCCに接続された第2主電極としてのドレイン電極とを有し、ソース電極に対するゲート電極の電圧が所定の閾値を超えた場合にオンするトランジスタである。例えば、スイッチ素子SWAは、Nチャネル型の電界効果トランジスタ(MOSトランジスタ)である。以下、スイッチ素子SWAを「トランジスタSWA」とも称する。
More specifically, in the
抵抗R2は、負荷8の出力端子としての制御回路5のデジタル出力端子DOxとトランジスタSWAのゲート電極との間に接続されている。抵抗R1は、電源ラインLVCCと制御回路5のデジタル出力端子DOxとの間に接続されている。キャパシタC1は、トランジスタSWAのゲート電極とトランジスタSWのソース電極(基準電位ラインLGND)との間に接続されている。
The resistor R2 is connected between the digital output terminal DOx of the
スイッチ回路6Aにおいて、制御回路5が動作しているとき(デジタル出力端子DOxがローレベル)にトランジスタSWAがオフし、制御回路5が停止したとき(デジタル出力端子DOxがハイレベル)にトランジスタSWAがオンする。
これにより、スイッチ回路6と同様に、負荷8(制御回路5)の動作に悪影響を与えることなく、負荷8の停止に応じて電源ラインLVCCの容量成分に蓄えられている電荷を放電することが可能となる。
In the
As a result, similarly to the switch circuit 6, the electric charge stored in the capacitance component of the power supply line LVCC can be discharged in response to the stop of the
また、上記実施の形態において、制御回路5が一つまたは複数の半導体基板を一つのパッケージに収容したICによって構成されている場合を例示したが、制御回路5としての所望の機能を実現できるのであれば、その構成は特に限定されない。例えば、制御回路5は、複数のディスクリート部品から成る構成を有していてもよいし、ディスクリート部品から成る回路とICとを組み合わせた構成を有していてもよい。
Further, in the above embodiment, the case where the
1…発電部、2…蓄電素子、3…電源回路、4…センサ、5…制御回路、6,6A…スイッチ回路、8…負荷、10…電子機器、C1…キャパシタ、COUT…出力キャパシタ、DO…デジタル出力端子、30…DC/DCコンバータ制御用IC、LVCC…電源ライン、LGND…基準電位ライン、R1,R2…抵抗、SW,SWA…スイッチ素子(トランジスタ)、VCC…電源電圧、GND…グラウンド電圧 1 ... Power generation unit, 2 ... Power storage element, 3 ... Power supply circuit, 4 ... Sensor, 5 ... Control circuit, 6, 6A ... Switch circuit, 8 ... Load, 10 ... Electronic equipment, C1 ... Capacitor, COUT ... Output capacitor, DO ... Digital output terminal, 30 ... DC / DC converter control IC, LVCC ... Power supply line, LGND ... Reference potential line, R1, R2 ... Resistance, SW, SWA ... Switch element (transistor), VCS ... Power supply voltage, GND ... Ground Voltage
Claims (8)
前記発電部によって発生した電力を蓄える蓄電素子と、
前記蓄電素子に蓄えられた電力に基づいて、前記蓄電素子から出力される電圧と異なる電源電圧を生成する電源回路と、
前記電源電圧が供給される電源ラインと、
前記電源ラインからの給電により動作するセンサと、
前記電源ラインからの給電により動作し、前記センサを制御するとともに前記電源ラインの電圧が最低動作電圧より低下した場合に動作を停止する制御回路と、
前記制御回路の動作の停止に応じて、基準電位ラインと前記電源ラインとの間に電流経路を形成するスイッチ回路と、を備え、
前記スイッチ回路は、前記基準電位ラインと前記電源ラインとの間に接続されたスイッチ素子を含み、
前記制御回路は、前記電源ラインの電圧が前記制御回路の最低動作電圧より大きい場合に第1論理レベルとなり、前記電源ラインの電圧が前記制御回路の最低動作電圧より低下した場合に第2論理レベルとなる信号を出力する出力端子を含み、
前記スイッチ素子は、前記制御回路の前記出力端子から出力された信号が前記第1論理レベルである場合にオフし、前記制御回路の前記出力端子から出力された信号が前記第2論理レベルになったときオンする
電子機器。 The power generation unit that generates electric power and
A power storage element that stores the electric power generated by the power generation unit,
A power supply circuit that generates a power supply voltage different from the voltage output from the power storage element based on the power stored in the power storage element.
The power supply line to which the power supply voltage is supplied and
A sensor that operates by supplying power from the power supply line and
A control circuit that operates by supplying power from the power supply line, controls the sensor, and stops operation when the voltage of the power supply line drops below the minimum operating voltage.
A switch circuit that forms a current path between the reference potential line and the power supply line according to the stop of operation of the control circuit is provided.
The switch circuit includes a switch element connected between the reference potential line and the power supply line.
The control circuit becomes the first logic level when the voltage of the power supply line is larger than the minimum operating voltage of the control circuit, and the second logic level when the voltage of the power supply line is lower than the minimum operating voltage of the control circuit. Including the output terminal that outputs the signal
The switch element is turned off when the signal output from the output terminal of the control circuit is at the first logic level, and the signal output from the output terminal of the control circuit is at the second logic level. An electronic device that turns on when you hit it.
前記第1論理レベルは、前記電源ラインの電圧に対応する電圧であり、
前記第2論理レベルは、前記基準電位ラインの電圧に対応する電圧であり、
前記スイッチ素子は、制御電極と、前記電源ラインに接続された第1主電極と、前記基準電位ラインに接続された第2主電極とを有し、前記制御電極に対する前記第1主電極の電圧が所定の閾値を超えた場合にオンするトランジスタであって、
前記スイッチ回路は、
前記トランジスタの前記制御電極と、前記制御回路の前記出力端子との間に接続された第1抵抗と、
前記制御回路の前記出力端子と前記基準電位ラインとの間に接続された第2抵抗と、
前記トランジスタの前記第1主電極と前記トランジスタの前記制御電極との間に接続されたキャパシタと、を更に含む
ことを特徴とする電子機器。 In the electronic device according to claim 1,
The first logic level is a voltage corresponding to the voltage of the power supply line.
The second logic level is a voltage corresponding to the voltage of the reference potential line.
The switch element has a control electrode, a first main electrode connected to the power supply line, and a second main electrode connected to the reference potential line, and the voltage of the first main electrode with respect to the control electrode. Is a transistor that turns on when exceeds a predetermined threshold.
The switch circuit
A first resistor connected between the control electrode of the transistor and the output terminal of the control circuit.
A second resistor connected between the output terminal of the control circuit and the reference potential line,
An electronic device further comprising a capacitor connected between the first main electrode of the transistor and the control electrode of the transistor.
前記第1論理レベルは、前記基準電位ラインの電圧に対応する電圧であり、
前記第2論理レベルは、前記電源ラインの電圧に対応する電圧であり、
前記スイッチ素子は、制御電極と、前記基準電位ラインに接続された第1主電極と、前記電源ラインに接続された第2主電極とを有し、前記第1主電極に対する前記制御電極の電圧が所定の閾値を超えた場合にオンするトランジスタであって、
前記スイッチ回路は、
前記制御回路の前記出力端子と前記電源ラインとの間に接続された第1抵抗と、
前記トランジスタの前記制御電極と、前記制御回路の前記出力端子との間に接続された第2抵抗と、
前記トランジスタの前記制御電極と前記基準電位ラインとの間に接続されたキャパシタと、を更に含む
ことを特徴とする電子機器。 In the electronic device according to claim 1,
The first logic level is a voltage corresponding to the voltage of the reference potential line.
The second logic level is a voltage corresponding to the voltage of the power supply line.
The switch element has a control electrode, a first main electrode connected to the reference potential line, and a second main electrode connected to the power supply line, and the voltage of the control electrode with respect to the first main electrode. Is a transistor that turns on when exceeds a predetermined threshold.
The switch circuit
A first resistor connected between the output terminal of the control circuit and the power supply line,
A second resistor connected between the control electrode of the transistor and the output terminal of the control circuit.
An electronic device further comprising a capacitor connected between the control electrode of the transistor and the reference potential line.
前記発電部によって発生した電力を蓄える蓄電素子と、
前記蓄電素子に蓄えられた電力に基づいて、前記蓄電素子から出力される電圧と異なる電源電圧を生成する電源回路と、
前記電源電圧が供給される電源ラインと、
前記電源ラインからの給電により動作する負荷と、
前記負荷の動作の停止に応じて、基準電位ラインと前記電源ラインとの間に電流経路を形成するスイッチ回路と、を備え、
前記負荷は、前記負荷が動作しているときに第1論理レベルとなり、前記負荷が停止しているときに第2論理レベルとなる信号を出力する出力端子を有し、
前記スイッチ回路は、前記基準電位ラインと前記電源ラインとの間に接続されたスイッチ素子を含み、
前記スイッチ素子は、前記負荷の前記出力端子から出力された信号が前記第1論理レベルである場合にオフし、前記負荷の前記出力端子から出力された信号が前記第2論理レベルになったときオンし、
前記第1論理レベルは、前記電源ラインの電圧に対応する電圧であり、
前記第2論理レベルは、前記基準電位ラインの電圧に対応する電圧であり、
前記スイッチ素子は、制御電極と、前記電源ラインに接続された第1主電極と、前記基準電位ラインに接続された第2主電極とを有し、前記制御電極に対する前記第1主電極の電圧が所定の閾値を超えた場合にオンするトランジスタであって、
前記スイッチ回路は、
前記トランジスタの前記制御電極と、前記負荷の前記出力端子との間に接続された第1抵抗と、
前記負荷の前記出力端子と前記基準電位ラインとの間に接続された第2抵抗と、
前記トランジスタの前記第1主電極と前記トランジスタの前記制御電極との間に接続されたキャパシタと、を更に含む
ことを特徴とする電子機器。 The power generation unit that generates electric power and
A power storage element that stores the power generated by the power generation unit,
A power supply circuit that generates a power supply voltage different from the voltage output from the power storage element based on the power stored in the power storage element.
The power supply line to which the power supply voltage is supplied and
The load operated by the power supply from the power supply line and
A switch circuit for forming a current path between the reference potential line and the power supply line according to the stop of the operation of the load is provided .
The load has an output terminal that outputs a signal that becomes the first logic level when the load is operating and becomes the second logic level when the load is stopped.
The switch circuit includes a switch element connected between the reference potential line and the power supply line.
The switch element is turned off when the signal output from the output terminal of the load reaches the first logic level, and when the signal output from the output terminal of the load reaches the second logic level. Turn on and
The first logic level is a voltage corresponding to the voltage of the power supply line.
The second logic level is a voltage corresponding to the voltage of the reference potential line.
The switch element has a control electrode, a first main electrode connected to the power supply line, and a second main electrode connected to the reference potential line, and the voltage of the first main electrode with respect to the control electrode. Is a transistor that turns on when exceeds a predetermined threshold.
The switch circuit
A first resistor connected between the control electrode of the transistor and the output terminal of the load.
A second resistor connected between the output terminal of the load and the reference potential line,
An electronic device further comprising a capacitor connected between the first main electrode of the transistor and the control electrode of the transistor.
前記発電部によって発生した電力を蓄える蓄電素子と、
前記蓄電素子に蓄えられた電力に基づいて、前記蓄電素子から出力される電圧と異なる電源電圧を生成する電源回路と、
前記電源電圧が供給される電源ラインと、
前記電源ラインからの給電により動作する負荷と、
前記負荷の動作の停止に応じて、基準電位ラインと前記電源ラインとの間に電流経路を形成するスイッチ回路と、を備え、
前記負荷は、前記負荷が動作しているときに第1論理レベルとなり、前記負荷が停止しているときに第2論理レベルとなる信号を出力する出力端子を有し、
前記スイッチ回路は、前記基準電位ラインと前記電源ラインとの間に接続されたスイッチ素子を含み、
前記スイッチ素子は、前記負荷の前記出力端子から出力された信号が前記第1論理レベルである場合にオフし、前記負荷の前記出力端子から出力された信号が前記第2論理レベルになったときオンし、
前記第1論理レベルは、前記基準電位ラインの電圧に対応する電圧であり、
前記第2論理レベルは、前記電源ラインの電圧に対応する電圧であり、
前記スイッチ素子は、制御電極と、前記基準電位ラインに接続された第1主電極と、前記電源ラインに接続された第2主電極とを有し、前記第1主電極に対する前記制御電極の電圧が所定の閾値を超えた場合にオンするトランジスタであって、
前記スイッチ回路は、
前記負荷の前記出力端子と前記電源ラインとの間に接続された第1抵抗と、
前記トランジスタの前記制御電極と、前記負荷の前記出力端子との間に接続された第2抵抗と、
前記トランジスタの前記制御電極と前記基準電位ラインとの間に接続されたキャパシタと、を更に含む
ことを特徴とする電子機器。 The power generation unit that generates electric power and
A power storage element that stores the electric power generated by the power generation unit,
A power supply circuit that generates a power supply voltage different from the voltage output from the power storage element based on the power stored in the power storage element.
The power supply line to which the power supply voltage is supplied and
The load operated by the power supply from the power supply line and
A switch circuit for forming a current path between the reference potential line and the power supply line according to the stop of the operation of the load is provided.
The load has an output terminal that outputs a signal that becomes the first logic level when the load is operating and becomes the second logic level when the load is stopped.
The switch circuit includes a switch element connected between the reference potential line and the power supply line.
The switch element is turned off when the signal output from the output terminal of the load reaches the first logic level, and when the signal output from the output terminal of the load reaches the second logic level. Turn on and
The first logic level is a voltage corresponding to the voltage of the reference potential line.
The second logic level is a voltage corresponding to the voltage of the power supply line.
The switch element has a control electrode, a first main electrode connected to the reference potential line, and a second main electrode connected to the power supply line, and the voltage of the control electrode with respect to the first main electrode. Is a transistor that turns on when exceeds a predetermined threshold.
The switch circuit
A first resistor connected between the output terminal of the load and the power supply line,
A second resistor connected between the control electrode of the transistor and the output terminal of the load.
An electronic device further comprising a capacitor connected between the control electrode of the transistor and the reference potential line.
前記負荷は、
センサと、前記センサを制御するとともに前記センサの検知結果を外部へ送信するICとを含み、
前記出力端子は、前記ICのデジタル出力端子である
ことを特徴とする電子機器。 In the electronic device according to claim 4 or 5.
The load is
It includes a sensor and an IC that controls the sensor and transmits the detection result of the sensor to the outside.
The output terminal is an electronic device characterized by being a digital output terminal of the IC.
前記発電部は、環境エネルギーに基づいて電力を発生するエネルギーハーベスタである
ことを特徴とする電子機器。 In the electronic device according to any one of claims 1 to 6.
The power generation unit is an electronic device characterized by being an energy harvester that generates electric power based on environmental energy.
前記発電部は、非接触給電技術に基づいて電力を受電するアンテナ素子である
ことを特徴とする電子機器。 In the electronic device according to any one of claims 1 to 6.
The power generation unit is an electronic device characterized by being an antenna element that receives electric power based on a non-contact power feeding technology.
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