(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のバッテリー電源を併用可能な電源供給回路であって、バッテリーの有無を感知して感知信号を発生するバッテリー感知部と、前記バッテリー感知部からの感知信号により対応する放電活性化信号を発生するマイクロコントローラと、前記放電活性化信号により使用バッテリーのバッテリー電源ラインを導通させ電源供給を行うバッテリー選択回路と、を備え、
前記バッテリー選択回路は、併用可能なバッテリー数と同数で放電活性化信号によりスイッチングする入力段スイッチ回路と、前記入力段スイッチ回路と同数の出力段スイッチ回路と、前記放電活性化信号により出力段スイッチ回路を制御するスイッチング制御部と、を備え、
前記出力段スイッチ回路は、電源供給ライン上の逆電流を遮断するためのカットオフ回路と、カットオフ回路に並列に接続されオン時に低抵抗電流経路を形成するスイッチを備え，前記スイッチング制御部は、放電活性化信号を入力とし、入力信号の論理が全て同じ場合には論理を反転して出力し、違う論理の入力がある場合には、入力信号と同じ論理をそれぞれ対応する出力段スイッチ回路に出力することを特徴とする電源供給回路。
【請求項２】
低抵抗電流経路を形成するスイッチはＭＯＳ  ＦＥＴである請求項１記載の電源供給回路。
【請求項３】
カットオフ回路は、ダイオードにより構成される請求項１又は請求項２記載の電源供給回路。
【請求項４】
バッテリー感知部は、バッテリー電源の出力電圧を感知するための電圧感知部を含み、感知されたバッテリー電圧レベルが設定電圧レベルより低いと前記マイクロコントローラが該当バッテリーに対し放電活性化信号を非活性にする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電源供給回路。
【請求項５】
バッテリー感知部は、バッテリーのプラス電極に接続される一対の電圧分配抵抗で構成される請求項４に記載の電源供給回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複数のバッテリーを搭載可能にした携帯型コンピュータのバッテリー選択方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１は従来の携帯型コンピュータの電源供給装置のブロック図である。充電式バッテリー１０とＡＣアダプタ２０が、携帯型コンピュータの電源供給回路３０に接続されている。電源供給回路３０はダイオードＤ１、Ｄ２で構成された逆電流遮断回路３１、バッテリー１０やＡＣアダプタ２０からのＤＣ電圧により電圧ＤＣ  Ｏｕｔ１〜ｎを発生して回路ブロック３３に出力するＤＣ−ＤＣ変換機３２から構成される。
【０００３】
バッテリー１０は複数のバッテリーセルから成るパックになっており、各バッテリーセルを別々に入れることができ、移動時にはバッテリーパックを１つ内蔵することできる。しかし、バッテリーパックが使用時間の長いニッケル合金水素化合物やリチウムイオン電池で構成されていても、バッテリー使用時間が限られているため携帯型コンピュータの使用に制限がでる。この対策として従来は、充電されたバッテリーを予備として持っていくなどして、ＡＣ電源のない環境でバッテリーがなくなると予備のバッテリーに交換していた。しかし、この方法ではバッテリーを手動で交換し、又、交換の間コンピュータの電源をＯＦＦさせるため、作業を中断しなければならず不便である。
【０００４】
このために、フレキシブルディスクドライブ（ＦＤＤ）の代りにバッテリーパックを取り付けて携帯型コンピュータ内に複数個のバッテリーパックを持たせる方法が考案された。これはハードディスク容量の増大によりアプリケーションプログラム実行中、ＦＤＤが必ずしも必要でなくなったために可能となった。この場合、バッテリーパックはＦＤＤと同じ形状を持たなければならない。こうして携帯型コンピュータのＦＤＤ用の空間は代替用バッテリーによって使用される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような方法を使用すると、内蔵バッテリーパックと同じ特性を代替用バッテリーパックも維持しなければならない。２つのバッテリーパックの特性を合わせないで使用すると、出力電圧に差が生じて高電圧のバッテリーが過放電し、代替バッテリーによる使用時間の延長効果を充分に得られない。本発明は、複数個のバッテリーパックを持つ携帯型コンピュータのバッテリーの過放電を防止して特性の異なる複数のバッテリーの併用を可能とし、バッテリーによる使用時間の延長を目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するために本発明の電源供給回路は、複数のバッテリー電源を併用可能な電源供給回路であって、バッテリーの有無を感知して感知信号を発生するバッテリー感知部と、前記バッテリー感知部からの感知信号により対応する放電活性化信号を発生するマイクロコントローラと、前記放電活性化信号により使用バッテリーのバッテリー電源ラインを導通させ電源供給を行うバッテリー選択回路と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
前記バッテリー選択回路は、併用可能なバッテリー数と同数で放電活性化信号によりスイッチングする入力段スイッチ回路と、前記入力段スイッチ回路と同数の出力段スイッチ回路と、前記放電活性化信号により出力段スイッチ回路を制御するスイッチング制御部と、を備える。前記出力段スイッチ回路は、電源供給ライン上の逆電流を遮断するためのカットオフ回路と、カットオフ回路に並列に接続されオン時に低抵抗電流経路を形成するスイッチを更に備える。前記低抵抗電流経路を形成するスイッチはＭＯＳ  ＦＥＴである。前記カットオフ回路は、ダイオードにより構成される。前記スイッチング制御部は、放電活性化信号を入力とし、入力信号の論理が全て同じ場合には論理を反転して出力し、違う論理の入力がある場合には、入力信号と同じ論理をそれぞれ対応する出力段スイッチ回路に出力する。
【０００８】
前記バッテリー感知部は、バッテリー電源の出力電圧を感知するための電圧感知部を含み、感知されたバッテリー電圧レベルが設定電圧レベルより低いと前記マイクロコントローラが該当バッテリーに対し放電活性化信号を非活性にする。またバッテリー感知部は、バッテリーのプラス電極に接続される一対の電圧分配抵抗で構成される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図２は本発明の実施形態による電源供給回路図である。携帯型コンピュータの第１、第２バッテリーパック１００、２００は、電源供給回路のバッテリー選択回路６００に接続されている。電源供給回路はＤＣ−ＤＣコンバータ部７００とスマートバッテリー回路を含む。前記第１、第２バッテリーパック１００、２００は複数個の電池で構成されており、ＦＤＤ取付部内に設置される。第１、第２バッテリーパック１００、２００にはニッケル合金水素化合物、リチウムイオン等が使われ、２個のバッテリーパックが同じタイプの電池であるとは限らない。異なるタイプの電池の場合、携帯型コンピュータはバッテリー放電上の問題を防止するためにスマートバッテリー回路を採用する。
【００１０】
スマートバッテリー回路はバッテリーの性能を監視し、バッテリーの最適な特性を得るためにチャージ／ディスチャージを調節するマイクロコントローラを含み、マイクロコントローラはバッテリーに接続された充電器のような周辺装置と信号を取り交わす。図２では、スマートバッテリー回路はマイクロコントローラ５００、バッテリー感知部３００、レギュレータ部４００から構成される。
【００１１】
バッテリー選択回路６００は第１〜第４スイッチ回路６１１、６１２、６３１、６３２とスイッチング調節器６２０で構成される。第１、第２バッテリーパック１００、２００は第１、第３スイッチ回路６１１、６３１に各々接続され、又、レギュレータ部４００とバッテリー感知部３００にも接続される。バッテリー選択回路６００はＤＣ−ＤＣコンバータ部７００に接続される。ＤＣ−ＤＣコンバータ部７００は第１〜第４スイッチ回路６１１、６１２、６３１、６３２を通じて第１、第２バッテリーパック１００、２００から電源供給され出力電圧を発生する。
【００１２】
バッテリー感知部３００は第１、第２バッテリーパック１００、２００からの電圧レベルを検出して電圧レベル信号をマイクロコントローラ５００に入力する。バッテリー感知部３００の一例として図３では、一対の電圧分配抵抗Ｒ１３〜１６で構成されている。
【００１３】
スマートバッテリー回路内のマイクロコントローラ５００は前記電圧レベル信号により、第１、第２バッテリーのチャージ／ディスチャージ状態だけでなく、その存在有無を感知する事もでき、検出された電圧レベルを所定の設定電圧レベルと比較する。検出された電圧レベルが設定電圧より高いと、マイクロコントローラ５００は第１、第２バッテリーパック１００、２００の状態に合った放電活性化信号ＤＣＨＧ＿ＥＮ＿１、ＤＣＨＧ＿ＥＮ＿２を発生する。レギュレータ部４００は第１、第２バッテリーパック１００、２００からの電圧により、マイクロコントローラ５００とスイッチング制御部６２０に印加する電源電圧ＶＣＣを発生する。
【００１４】
図３は前記バッテリー選択回路６００をより詳細に示した電源供給回路の回路図である。
【００１５】
第１スイッチ回路６１１と第３スイッチ回路６３１には各々第１、第２バッテリーパック１００、２００と放電活性化信号ＤＣＨＧ＿ＥＮ＿１、２が入力される。第１スイッチ回路６１１は２個のＭＯＳトランジスタＱ１、Ｑ２と抵抗Ｒ１〜Ｒ３で構成され、マイクロコントローラ５００からの放電活性化信号ＤＣＨＧ＿ＥＮ＿１によってバッテリーパック１００からＤＣ−ＤＣコンバータ部７００までの電源供給ラインをオン／オフさせる。第３スイッチ回路６３１も同様の回路で、第２バッテリーパック２００からの電源供給ラインをオン／オフする。第１、第２バッテリーパック１００、２００から所定レベルの電圧が得られると、放電活性化信号ＤＣＨＧ＿ＥＮ＿１、２は論理”ハイ”を持つようになる。これによってトランジスタＱ１、Ｑ５はオンされるためにトランジスタＱ２、Ｑ６もオンする。
【００１６】
スイッチング制御部６２０は４つのＮＯＲゲートＧ１〜Ｇ４で構成され、放電活性化信号ＤＣＨＧ＿ＥＮ＿１、２が入力される。ＮＯＲゲートＧ１、Ｇ２には各々放電活性化信号ＤＣＨＧ＿ＥＮ＿１、２が入力され、この活性化信号ＤＣＨＧ＿ＥＮ＿１、２はＮＯＲゲートＧ４、Ｇ３にも各々入力される。ＮＯＲゲートＧ１、Ｇ２の出力は各々ＮＯＲゲートＧ３、Ｇ４に入力される。ＮＯＲゲートＧ３、Ｇ４の出力は第２スイッチ回路６１２と第４スイッチ回路６３２に各々入力される。
【００１７】
第２スイッチ回路６１２は２つのＭＯＳトランジスタＱ３、Ｑ４と抵抗Ｒ４〜Ｒ６、ダイオードＤ２で構成されている。ダイオードは逆電流を防ぐためにＱ４のドレイン−ソース間に接続される。第４スイッチ回路６３２も同じ回路構成を持つ。
【００１８】
第１、第２バッテリーパック１００、２００からバッテリー選択回路６００に電源供給されると、マイクロコントローラ５００はバッテリー感知部３００を通じて各バッテリーパックの電圧レベルを読み取る。そして、検出された電圧レベルが設定電圧レベルより高く、各バッテリーのチャージ／ディスチャージ状態が有効水準と判断されると、マイクロコントローラ５００は論理”ハイ”の放電活性化信号ＤＣＨＧ＿ＥＮ＿１、２を発生する。この放電活性化信号ＤＣＨＧ＿ＥＮ＿１、２は各々第１、第３スイッチ回路６１１、６３１に入力される。これにより、第１スイッチ回路６１１内のトランジスタＱ１、Ｑ２と第３スイッチ回路６３１内のトランジスタＱ５、Ｑ６がオンされ、第１、第２バッテリーパック１００、２００からの供給電圧が各々ダイオードＤ２、Ｄ４を通じてＤＣ−ＤＣコンバータ部７００に入力される。
【００１９】
一方、論理”ハイ”の放電活性化信号ＤＣＨＧ＿ＥＮ＿１、２はスイッチング制御部６２０にも入力され、”ロー”の出力信号ＯＵＴ１、ＯＵＴ２を発生させる。この”ロー”の出力信号ＯＵＴ１、ＯＵＴ２は各々第２スイッチ回路６１２と第４スイッチ回路６３２に入力され、トランジスタＱ３、Ｑ７をオフさせてトランジスタＱ４、Ｑ８をオフさせる。トランジスタＱ４、Ｑ８のドレイン−ソース間にはダイオードＤ２、Ｄ４が接続されているため、第１、第２バッテリーパック１００、２００からの電源供給ラインはＤＣ−ＤＣコンバータ部７００に接続される。
【００２０】
この際、第２、第４スイッチ回路６１２、６３２から出力される電圧信号、すなわち、第１、第２バッテリーパックから供給される電圧レベルが互いに異なると、ダイオードＤ２、Ｄ４が電圧レベルの高い電源供給ラインから低い電源供給ラインに電流が流れるのを防ぐ。これにより、並列接続された二つのバッテリーパック１００、２００からの電圧供給が同時にＤＣ−ＤＣコンバータ部７００のような回路に安定して行える。
【００２１】
もし、第１、第２バッテリーパック１００、２００が放電中、どちらか一つが過放電状態になると、バッテリー感知部３００から検出された電圧レベル信号がマイクロコントローラ５００に入力される。これによって、マイクロコントローラ５００は過放電状態のバッテリーパックに接続された放電活性化信号（ＤＣＨＧ＿ＥＮ＿１あるいはＤＣＨＧ＿ＥＮ＿２）を”ロー”にする。例えば、第１バッテリーパック１００が過放電状態になると、マイクロコントローラ５００によって放電活性化信号ＤＣＨＧ＿ＥＮ＿１が”ロー”になる。放電活性化信号ＤＣＨＧ＿ＥＮ＿１が”ロー”になると、スイッチ回路６１１はオフし、第１バッテリーパック１００からの電源供給ラインを遮断する。このようにして、第１、第２バッテリーパック１００、２００の過放電を効果的に防ぐことができる。
【００２２】
第１、第２バッテリーパック１００、２００の片側だけが搭載された場合には、マイクロコントローラ５００がバッテリー感知部３００で検出された各バッテリーパックの電圧レベル信号を受けて、搭載されているバッテリーパック側の放電活性化信号を”ハイ”に、搭載されていないバッテリーパック側の放電活性化信号は”ロー”にする。搭載されたバッテリーパックに接続された”ハイ”の放電活性化信号（ＤＣＨＧ＿ＥＮ＿１、２）が、搭載されている側のスイッチ回路６１１、６３１とスイッチング制御部６２０に入力されると、搭載されている側のスイッチ回路６１１、６３１とそれに対応する電源供給ライン上のスイッチ回路６１２、６３２がオンする。
【００２３】
例えば第１バッテリーパック１００だけが搭載された場合、論理”ハイ”の放電活性化信号ＤＣＨＧ＿ＥＮ＿１がスイッチ回路６１１とスイッチング制御部６２０に入力される。スイッチ回路６１１内のトランジスタＱ１、Ｑ２はオンして、第１バッテリーパック１００からの電源供給ライン上にあるもう一つのスイッチ回路６１２のトランジスタＱ３、Ｑ４もオンする。これはスイッチング制御部６２０のＮＯＲゲートから論理信号”ハイ”がスイッチ回路６１２のトランジスタＱ３に入力されるためである。
【００２４】
この時、第１スイッチ回路６１１のトランジスタＱ２と第２スイッチ回路６１２のトランジスタＱ４がオンして、第１バッテリーパック１００からの供給電圧はダイオードＤ２の代りにトランジスタＱ２とＱ４を通じて供給される。これはトランジスタＱ２、Ｑ４がＭＯＳ  ＦＥＴで構成され、トランジスタＱ４はダイオードＤ２に比べて低抵抗電流経路を形成することを意味する。これにより、トランジスタＱ２とＱ４を含む電源供給ラインの電力消費を削減できる。このように、システムへのＤＣ電圧供給のために効果的にバッテリーパックを使用できる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明により、２個以上のバッテリー搭載可能な携帯型コンピュータのバッテリーパックを安定に放電させ、有効なバッテリーだけを選択的に放電させて使用してバッテリー選択回路からの電力消費を最小化し、１個のバッテリーパックが過放電しないように制御してバッテリーの寿命を延延ばすことができる。また、異なるバッテリー、たとえばニッケル合金水素化合物とリチウムイオンを同時に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の携帯型コンピュータの電源供給装置のブロック図。
【図２】本発明の実施形態による電源供給装置のブロック図。
【図３】本発明の実施形態によるバッテリー選択回路の詳細図。
【符号の説明】
１００  第１バッテリーパック
２００  第２バッテリーパック
３００  バッテリー感知部
４００  レギュレータ部
５００  マイクロコントローラ
６００  バッテリー選択回路
６１１  第１スイッチ部
６１２  第２スイッチ部
６３１  第３スイッチ部
６３２  第４スイッチ部
６２０  スイッチング制御部
７００  ＤＣ−ＤＣコンバータ部
【図１】
0003633230.tif 000002
【図２】
0003633230.tif 000003
【図３】
0003633230.tif 000004