(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体にシステムロードを備える電子機器において、
前記システムロードに電力を供給するための外部電力供給源の接続を認識し、前記外部電力供給源の始動および前記外部電力供給源から供給される電力の分配を制御する電源管理装置を備え、
前記外部電力供給源は、ポートを介して前記本体に装着され、始動のために外部からの外部から電力を供給しなければならない電力供給源を含み、
前記ポートは、アダプタと前記外部電力供給源とを選択的に装着することが可能であり、前記本体と前記外部電力供給源との間で双方向の電力の伝達が可能であることを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記電源管理装置は、
前記外部電力供給源の接続を感知して接続信号を発生させる電源感知部と、
前記外部電力供給源に始動電力を供給する始動電力印加部と、
前記外部電力供給源から供給される電力の分配を制御する駆動電力制御部と、を備えることを特徴とする、請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記電源感知部は、前記外部電力供給源を前記本体に装着するためのポートであることを特徴とする、請求項２に記載の電子機器。
【請求項４】
前記ポートは、前記外部電力供給源の接続を感知して接続信号を発生させるチャンネルを有するアダプタポートであることを特徴とする、請求項３に記載の電子機器。
【請求項５】
前記始動電力印加部は、前記駆動電力制御部の制御下で、前記システムロードに電力を供給するバッテリまたはバッテリパックであることを特徴とする、請求項２に記載の電子機器。
【請求項６】
前記始動電力印加部は、ポートを介して前記本体に接続されることを特徴とする、請求項２に記載の電子機器。
【請求項７】
前記始動電力印加部は、前記本体に内蔵されることを特徴とする、請求項２に記載の電子機器。
【請求項８】
前記始動電力印加部と前記システムロードとの間に、
前記始動電力印加部の充電および放電を制御するスイッチ部と、
前記始動電力印加部または前記外部電力供給源から供給される電力を前記システムロードに適した電力に変換するＤＣ−ＤＣコンバータと、を備えることを特徴とする、請求項６または７に記載の電子機器。
【請求項９】
前記スイッチ部は、前記始動電力印加部を充電するための充電器をさらに備えることを特徴とする、請求項８に記載の電子機器。
【請求項１０】
前記駆動電力制御部は、前記始動電力印加部から前記システムロードに供給される電力を制御することを特徴とする、請求項２に記載の電子機器。
【請求項１１】
前記外部電力供給源は、燃料電池システムであることを特徴とする、請求項１または２に記載の電子機器。
【請求項１２】
請求項１〜１１の何れか１項に記載の電子機器を動作させる電子機器の動作方法において、
前記システムロードに電力を供給するための外部電力供給源の接続を認識する段階と、
前記接続が認識されると、前記外部電力供給源に始動電力を供給する段階と、を含むことを特徴とする電子機器の動作方法。
【請求項１３】
前記始動電力を供給する段階は、前記接続の認識後、前記外部電力供給源に接続されたオフ状態のスイッチをオン状態に切替える段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１２に記載の電子機器の動作方法。
【請求項１４】
前記始動電力の供給後、前記外部電力供給源からの電力供給が十分であるか否かを判断する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１２に記載の電子機器の動作方法。
【請求項１５】
前記判断の結果、電力供給が十分であれば、外部電力供給源に始動電力を供給する始動電力印加部から前記システムロードに供給される電力を遮断することを特徴とする、請求項１４に記載の電子機器の動作方法。
【請求項１６】
前記判断の結果、電力供給が十分でなければ、外部電力供給源に始動電力を供給する始動電力印加部から供給される電力により前記システムロードを駆動することを特徴とする、請求項１４に記載の電子機器の動作方法。
【請求項１７】
前記外部電力供給源は、燃料電池システムであることを特徴とする、請求項１２に記載の電子機器の動作方法。
【請求項１８】
前記接続を認識する段階は、
前記本体のうち前記外部電力供給源が接続される部分から接続信号を発生させる段階と、
前記発生された接続信号を認識する段階と、をさらに含むことを特徴とする、請求項１２に記載の電子機器の動作方法。
【請求項１９】
前記電源管理装置は、
前記外部電力供給源の接続を感知して接続信号を発生させる電源感知部と、
前記外部電力供給源に始動電力を供給する始動電力印加部と、
前記外部電力供給源から供給される電力の分配を制御する駆動電力制御部を備えることを特徴とする、請求項１２に記載の電子機器の動作方法。
【請求項２０】
前記電源感知部は、前記外部電力供給源を前記本体に装着するためのポートであることを特徴とする、請求項１９に記載の電子機器の動作方法。
【請求項２１】
前記ポートは、前記外部電力供給源の接続を感知して接続信号を発生させるチャンネルを有するアダプタポートであることを特徴とする、請求項２０に記載の電子機器の動作方法。
【請求項２２】
前記始動電力印加部は、前記駆動電力制御部の制御下で、前記システムロードに電力を供給するバッテリまたはバッテリパックであることを特徴とする、請求項１９に記載の電子機器の動作方法。
【請求項２３】
前記始動電力印加部は、ポートを介して前記本体に接続されることを特徴とする、請求項１９に記載の電子機器の動作方法。
【請求項２４】
前記始動電力印加部は、前記本体に内蔵されることを特徴とする、請求項１９に記載の電子機器の動作方法。
【請求項２５】
前記始動電力印加部と前記システムロードとの間に、
前記始動電力印加部の充電および放電を制御するスイッチ部と、
前記始動電力印加部または前記外部電力供給源から供給される電力を前記システムロードに適した電力に変換するＤＣ−ＤＣコンバータと、を備えることを特徴とする、請求項１９に記載の電子機器の動作方法。
【請求項２６】
前記スイッチ部は、前記始動電力印加部を充電するための充電器をさらに備えることを特徴とする、請求項２５に記載の電子機器の動作方法。
【請求項２７】
前記駆動電力制御部は、前記始動電力印加部から前記システムロードに供給される電力を制御することを特徴とする、請求項１９に記載の電子機器の動作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子機器に係り、さらに詳細には、ポートを介して双方向に電力を伝達可能な、つまりポートを介して電力の供給および受け取りが可能な電子機器およびその動作方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在広く使われている携帯用電子機器（以下、従来の電子機器）、例えばノート型コンピュータ、携帯電話、デジタルカメラ、カムコーダ、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）などの電源（ｐｏｗｅｒ  ｕｎｉｔ）は、一般的にバッテリ、外部電力を利用し、バッテリを充電するための充電器、外部電力を受け取るためのアダプタポート、システムロードに適正電力を供給するＤＣ−ＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ−Ｃｕｒｒｅｎｔ／Ｄｉｒｅｃｔ−Ｃｕｒｒｅｎｔ）コンバータ、バッテリの充放電およびＤＣ−ＤＣコンバータに対する電力供給を制御する制御部を備える。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような従来の電子機器の電源は、回路構成上、外部電力を受け取るだけであり、電子機器が有している電力、つまり内蔵されたバッテリの電力を電子機器外に供給できない。このような制約により、従来の電子機器に利用される電力供給源が制限されてしまう。
【０００４】
例えば、現在導入されている次世代電力供給システム、例えば燃料電池システムの場合、始動（ｓｔａｒｔ−ｕｐ）のために、外部から電力を供給しなければならない。しかし、従来の電子機器は、前述したように外部に電力を供給できないので、次世代電力供給システムを従来の電子機器の電力供給源として利用することは容易ではない。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、双方向に電力を伝達可能な、新規かつ改良された電子機器およびその動作方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、本体にシステムロードを備える電子機器において、システムロードに電力を供給するための外部電力供給源の接続を認識し、外部電力供給源の始動および外部電力供給源から供給される電力の分配を制御する電源管理装置を備える電子機器が提供される。
【０００７】
上記電源管理装置は、外部電力供給源の接続を感知して接続信号を発生させる電源感知部と、外部電力供給源に始動電力を供給する始動電力印加部と、外部電力供給源から供給される電力の分配を制御する駆動電力制御部と、を備えてもよい。
【０００８】
上記電源感知部は、外部電力供給源を本体に装着するためのポートでもよい。
【０００９】
上記ポートは、外部電力供給源の接続を感知して接続信号を発生させるチャンネルを有するアダプタポートでもよい。
【００１０】
上記始動電力印加部は、駆動電力制御部の制御下で、システムロードに電力を供給するバッテリまたはバッテリパックでもよい。
【００１１】
上記始動電力印加部は、ポートを介して本体に接続されてもよい。
【００１２】
上記始動電力印加部は、本体に内蔵されてもよい。
【００１３】
上記始動電力印加部とシステムロードとの間に、始動電力印加部の充電および放電を制御するスイッチ部と、始動電力印加部または外部電力供給源から供給される電力をシステムロードに適した電力に変換するＤＣ−ＤＣコンバータと、を備えてもよい。
【００１４】
上記スイッチ部は、始動電力印加部を充電するための充電器をさらに備えてもよい。
【００１５】
上記駆動電力制御部は、始動電力印加部からシステムロードに供給される電力を制御してもよい。
【００１６】
外部電力供給源は、燃料電池システムでもよい。
【００１７】
上記課題を解決するために、本発明の他の観点によれば、本体にシステムロードを備える電子機器の動作方法において、システムロードに電力を供給するための外部電力供給源の接続を認識する段階と、接続が認識されると、外部電力供給源に始動電力を供給する段階と、を含む電子機器の動作方法が提供される。
【００１８】
上記始動電力を供給する段階は、接続の認識後、外部電力供給源に接続されたオフ状態のスイッチをオン状態に切替える段階をさらに含んでもよい。
【００１９】
上記始動電力の供給後、外部電力供給源からの電力供給が十分であるか否かを判断する段階をさらに含んでもよい。
【００２０】
上記判断の結果、電力供給が十分であれば、始動電力印加部からシステムロードに供給される電力を遮断してもよい。
【００２１】
上記判断の結果、電力供給が十分でなければ、始動電力印加部から供給される電力によりシステムロードを駆動してもよい。
【００２２】
上記接続を認識する段階は、本体のうち外部電力供給源が接続される部分から接続信号を発生させる段階と、発生された接続信号を認識する段階と、をさらに含んでもよい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、双方向に電力を伝達可能な、電子機器およびその動作方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に、添付した図面を参照しながら、本発明に係る双方向に電力を伝達可能な電子機器（以下、電子機器）およびその動作方法の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２５】
まず、本発明の実施形態に係る電子機器について説明する。図１に示すように、本実施形態に係る電子機器は、本体３０、バッテリおよびバッテリ管理回路を有するバッテリパック３２、外部電力供給源３４、ポート３６を備える。本体３０は、制御部３０ａ、第１スイッチ部３０ｂ、第２スイッチ部３０ｃ、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０ｅ、およびシステムロード（ｓｙｓｔｅｍ  ｌｏａｄ）３０ｄを備える。制御部３０ａは、外部電力供給源３４の接続を認識し、外部電力供給源３４の特性に応じて外部電力供給源３４に対する始動電力（ｓｔａｒｔ  ｕｐ  ｐｏｗｅｒ）の供給を決定し、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０ｅに供給される電力を全体的に制御する。特に、制御部３０ａは、第１スイッチ部３０ｂおよび第２スイッチ部３０ｃを制御し、バッテリパック３２から供給される電力、および外部電力供給源３４から供給される電力を分配する。つまり、制御部３０ａは、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０ｅに供給する電力として、バッテリパック３２から供給される電力、外部電力供給源３４から供給される電力、または他の方法により供給される電力を使用することを選択する。このような観点より、制御部３０ａは、外部電力供給源３４により生産された電力の分配を制御する駆動電源制御部として機能する。
【００２６】
外部電力供給源３４は、一般的なアダプタ、または独立した電力供給源を有するユニットでありうる。後者の場合は、例えば燃料電池、バイオセルまたは太陽電池などでありうる。外部電力供給源３４は、ポート３６を介して本体３０に装着される。ポート３６は、例えば第１チャンネル〜第３チャンネル３６ａ，３６ｂ，３６ｃを備えることができる。第１〜第３チャンネル３６ａ，３６ｂ，３６ｃのうち選択された２つのチャンネル、例えば第１チャンネル３６ａおよび第２チャンネル３６ｂは、双方向電力供給用チャンネルであって、残りの１つのチャンネルは、外部電力供給源３４の装着を認識し、装着の認識信号を発生させるチャンネルでありうる。このような場合、第１チャンネル３６ａは、正の電力を双方向に伝達するためのチャンネルであって、第２チャンネル３６ｂは、負の電力を双方向に伝達するためのチャンネルでありうる。双方向電力供給とは、外部電力供給源３４が独立した電力供給源を有するユニットである場合に、外部電力供給源３４から本体３０に、または本体３０から外部電力供給源３４に電力を供給することを意味する。よって、外部電力供給源３４が一般的なアダプタである場合、第１チャンネル〜第３チャンネル３６ａ，３６ｂ，３６ｃのうち選択された２つのチャンネルのみが使用され、残りの１チャンネルが使用されない。
【００２７】
このようにポート３６は、一般的な形態のアダプタポートに、認識信号を発生させる新しいチャンネルを付加したものと同一でありうる。ポート３６は、外部電力供給源３４が独立した電力供給源を有する場合、外部電力供給源３４の装着または接続を感知して制御部３０ａに接続信号を送るので、外部電源感知部と称してもよい。
【００２８】
ポート３６のいずれか１つのチャンネル、例えば、第３チャンネル３６ｃで発生した接続信号が制御部３０ａに伝えられると、制御部３０ａは、接続信号を認識し、第１スイッチ部３０ｂおよび／または第２スイッチ部３０ｃを制御する。
【００２９】
具体的に、接続信号によって、制御部３０ａのスイッチ制御部（図示せず）は、初期にオフ（ＯＦＦ）状態である第２スイッチ部３０ｃをオン（ＯＮ）状態に切り替える。このようにしてバッテリパック３２の電力は、第２スイッチ部３０ｃおよびポート３６を介して、本体３０に接続された外部電力供給源３４に供給されうる。よって、外部電力供給源３４が始動電力を必要とするユニットである場合、接続信号によってバッテリパック３２から始動電力の供給を受けることができる。このようにバッテリパック３２は、外部電力供給源３４に始動電力を印加する始動電力印加部として機能する。
【００３０】
前述したように、電源感知部として機能するポート３６、始動電力印加部として機能するバッテリパック３２、および駆動電源制御部として機能する制御部３０ａの機能的側面を考慮すれば、ポート３６、バッテリパック３２および制御部３０ａは、外部電力供給源３４の装着、運転および外部電源供給源３４により生産された電力の分配を管理する外部電源管理装置をなすことができる。
【００３１】
次に、第１スイッチ部３０ｂは、制御部３０ａの制御下でバッテリパック３２の充放電を制御する。第１スイッチ部３０ｂは、１つ以上のスイッチを有しうる。また、図示していないが、第１スイッチ部３０ｂは、バッテリ充電器、および充電に関与するスイッチをさらに有してもよい。この場合、スイッチは、高耐圧電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：Ｈｉｇｈ−ｖｏｌｔａｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）であり、これと並列に配されたダイオードを有してもよい。第２スイッチ部３０ｃは、制御部３０ａの制御下で、外部電力供給源３４から本体３０に供給される電力と、バッテリパック３２から外部電力供給源３４に供給される電力を制御する手段となりうる。つまり、前述したように、外部電力供給源３４の接続信号が制御部３０ａにより認識されれば、制御部３０ａはオフ状態にあった第２スイッチ部３０ｃをオン状態に維持する。外部電力供給源３４が本体３０から分離されれば、制御部３０ａは、バッテリパック３２の電力がポート３６を介して外部に供給されることを防止するために、第２スイッチ部３０ｃをオフ状態に維持する。このような第２スイッチ部３０ｃは、１個以上のスイッチを有してもよく、スイッチは、例えば高耐圧電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）であって、これと並列に配されたダイオードを有してもよい。
【００３２】
図１に示したような本体３０を有する電子機器は、例えばノート型コンピュータ、デジタルカメラ、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、カムコーダ、携帯電話、それ以外に携帯ディスプレイなど多様な電子製品でありうる。
【００３３】
図２は、ポート３６の一例を示す。図２において、「Ｐ＋」は、本体３０の内外、つまり双方向に正の電力を伝達するためのチャンネルを示し、「Ｐ−」は、双方向に負の電力を伝達するためのチャンネルを示す。そして「Ｃｎ」は、本体３０に対する外部電力供給源３４の接続を感知して外部電力供給源３４の接続を知らせる接続信号を発生させるチャンネルを示す。
【００３４】
次に、前述した電子機器の外部電力供給源の利用に係る動作方法について説明する。図３は、動作方法を示すフロー図である。
【００３５】
図３および図１を参照すれば、動作方法の第１段階Ｓ１は、外部電力供給源３４の接続を認識する段階である。外部電力供給源３４の接続認識は、外部電力供給源３４がポート３６に接続されれば、ポート３６のチャンネルのうち選択されたいずれか１つのチャンネル、例えば第３チャンネル３６ｃに外部電力供給源３４の一部が接触される。このとき、外部電力供給源３４の一部は、アダプタ端子のように、所定の長さを有する端子でもよく、接触面でもよい。前者の場合、第３チャンネル３６ｃは、ホール状のチャンネルであって、後者の場合、第３チャンネル３６ｃは、接触面でありうる。第３チャンネル３６ｃに外部電力供給源３４の一部が接触されれば、接触により第３チャンネル３６ｃに電気的または磁気的な反応が生じる。このような反応の結果、接触信号または接続信号Ｃｎが第３チャンネル３６ｃから制御部３０ａに供給される。制御部３０ａは、信号Ｃｎにより、ポート３６に接続された外部電力供給源３４が一般のアダプタではなく、始動電力を必要とする電力供給源であることを認識する。
【００３６】
第２段階Ｓ２は、始動電力を供給するためにスイッチをオン状態にする段階である。具体的に、制御部３０ａは、外部電力供給源３４の接続を認識すると同時に、外部電力供給源３４に接続されており、オフ状態である第２スイッチ部３０ｃをオン状態に切り替える。
【００３７】
第３段階Ｓ３は、始動電力を供給する段階である。具体的に、バッテリパック３２の充放電を制御する第１スイッチ部３０ｂは、本体３０にバッテリパック３２が装着されると、バッテリパック３２から供給される電力が直ちにＤＣ−ＤＣコンバータ３０ｅに供給されるようにオン状態に維持される。しかし、第１スイッチ部３０ｂは、バッテリパック３２の電力がシステムロード３０ｄに供給されないときは、オフ状態に維持される。よって、第２段階Ｓ２で、第２スイッチ部３０ｃがオン状態に切り替えられれば、バッテリパック３２の電力は、外部電力供給源３４の始動（ｓｔａｒｔ  ｕｐ）のために、第１スイッチ部３０ｂ、第２スイッチ部３０ｃ、およびポート３６を経て、外部電力供給源３４に供給される。
【００３８】
第４段階Ｓ４は、外部電力供給源３４により十分な電力が生産されているか否かを判断する段階である。具体的に、バッテリパック３２から始動電力が供給されれば、外部電力供給源３４の運転が開始され、外部電力供給源３４は電力を生産する。このとき、外部電力供給源３４から生産される電力がシステムロード３０ｄに要求される電力に達していれば（はい）、第５段階Ｓ５に遷移してバッテリパック３２からＤＣ−ＤＣコンバータ３０ｅに供給される電力を遮断する。このような遮断は、制御部３０ａから供給されるスイッチ制御信号により、第１スイッチング部３０ｂをオフ状態に切り替えることによって可能となる。
【００３９】
一方、外部電力供給源３４により生産される電力がシステムロード３０ｄに要求される電力に達していない場合（いいえ）、第６段階Ｓ６に遷移し、バッテリパック３２によりシステムロード３０ｄに要求される電力を供給できる。
【００４０】
本発明によれば、電子機器が有するポートを介して双方向に電力を伝達可能とし、電子機器を電力供給源として利用することができる。よって、始動電力を必要とする外部電力供給源を電子機器の電力供給源として利用可能とするなど、電子機器の活用範囲を広げることができる。
【００４１】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明に係る、ポートを介した双方向の電力伝達が可能な電子機器およびその動作方法は、例えば、燃料電池関連の技術分野に効果的に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施形態に係る電子機器の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す電子機器が有するポートの一例を示す説明図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る電子機器の動作方法を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００４４】
３０    本体
３０ａ    制御部
３０ｂ    第１スイッチ
３０ｃ    第２スイッチ
３０ｄ    システムロード
３０ｅ    ＤＣ−ＤＣコンバータ
３２    バッテリパック
３４    外部電力供給源
３６    ポート
３６ａ    第１チャンネル
３６ｂ    第２チャンネル
３６ｃ    第３チャンネル
Ｃｎ，Ｐ＋，Ｐ−    チャンネル
【図１】
0005384865.tif 000002
【図２】
0005384865.tif 000003
【図３】
0005384865.tif 000004