(57)【要約】      （修正有）【課題】ペースメーカ等の医療機器用の電力供給システムに関し、詳しくは医療機器がパルスを選択的に発生するパルス発生器、パルスを選択的に制御する制御モジュール、電力を供給する電力供給システムで構成される医療機器における電力供給システムを提供する。【解決手段】電力供給システム４２０は、Ｎが１より大きい整数であるＮ個のバッテリ４５０−１，４５０−２等と、共通ノードと、Ｎ個の保護モジュール４３０−１，４３０−２等とを含む。Ｎ個の保護モジュール４３０−１，４３０−２等は、制御モジュール４０８Ａ，４０８Ｂと通信し、制御モジュール４０８Ａ，４０８Ｂからの制御信号に基づいて、Ｎ個のバッテリ４５０−１，４５０−２等のそれぞれ１個を共通ノードに選択的に接続し、Ｎ個のバッテリのそれぞれ１個により与えられる電流を監視する。制御モジュールが電流に基づいてそれぞれの制御信号を発生する。【選択図】  図１７
2006334401.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者に送信するためのパルスを選択的に発生するＰ個のパルス発生器と、
Ｎ個のバッテリを備える電力供給システムと、
前記パルスを選択的に制御するＭ個の制御モジュールと、
前記Ｐ個のパルス発生器のうち選択された１個と、前記Ｎ個のバッテリのうち選択された少なくとも１個と、前記Ｍ個の制御モジュールのうち選択された１個とを選択的に接続するＬ個のスイッチモジュールと、
を備え、
Ｐ、Ｍ、Ｎ、およびＬが１より大きい整数である、医療機器。
【請求項２】
前記Ｍ個の制御モジュールが、前記Ｎ個のバッテリにより供給される電流を監視し、それに基づいて前記Ｌ個のスイッチモジュールを選択的に制御する、請求項１に記載の医療機器。
【請求項３】
前記Ｎ個のバッテリのうち前記選択された少なくとも１個により与えられる電流を選択的に変更するＮ個の保護モジュールをさらに備える、請求項１に記載の医療機器。
【請求項４】
前記Ｎ個のバッテリのうち前記選択された少なくとも１個により与えられる電流を選択的に制限するＮ個の保護モジュールをさらに備える、請求項３に記載の医療機器。
【請求項５】
前記Ｌ個のスイッチモジュールが、前記Ｎ個のバッテリを共通ノードに選択的に接続する第１のスイッチモジュールと、前記共通ノードを前記Ｐ個のパルス発生器および前記Ｍ個の制御モジュールに選択的に接続する第２のスイッチモジュールとを含む、請求項１に記載の医療機器。
【請求項６】
前記医療機器がペースメーカーシステムを備え、前記パルスが心臓ペーシングパルスを含む、請求項１に記載の医療機器。
【請求項７】
リード線と、
前記Ｐ個のパルス発生器のうち前記選択された１個を前記リード線に選択的に接続する第３のスイッチモジュールと、
をさらに備える、請求項６に記載の医療機器。
【請求項８】
前記Ｎ個の保護モジュールのそれぞれが電流制限モジュールを備える、請求項３に記載の医療機器。
【請求項９】
前記電流制限モジュールが、並列に接続されたＸ個のトランジスタを備え、Ｘが１より大きい整数であり、前記Ｘ個のトランジスタの制御端子が前記Ｍ個の制御モジュールの少なくとも１個と通信する、請求項８に記載の医療機器。
【請求項１０】
前記電流制限モジュールが、
抵抗素子と、
前記抵抗素子と並列に接続されて前記制御モジュールにより選択的に制御されるスイッチモジュールと、
を備える、請求項８に記載の医療機器。
【請求項１１】
前記抵抗素子が可変抵抗素子を備え、前記制御モジュールが前記可変抵抗素子の抵抗を選択的に変更する、請求項１０に記載の医療機器。
【請求項１２】
パルスを選択的に発生するパルス発生器と、
前記パルスを選択的に制御する制御モジュールと、
前記医療機器に電力を供給し、
Ｎが１より大きい整数であるＮ個のバッテリと、
共通ノードと、
前記制御モジュールと通信し、前記制御モジュールからの制御信号に基づいて前記Ｎ個のバッテリのそれぞれ１個を前記共通ノードに選択的に接続し、前記Ｎ個のバッテリのうちの前記それぞれ１個により与えられる電流を監視するＮ個の保護モジュールとを備える、電力供給システムとを備え、
前記制御モジュールが前記電流に基づいて前記それぞれの制御信号を発生する、医療機器。
【請求項１３】
前記共通ノードを前記パルス発生器および前記制御モジュールに選択的に接続する第１のスイッチモジュールをさらに備える、請求項１２に記載の医療機器。
【請求項１４】
前記医療機器がペースメーカーシステムを備え、前記パルスが心臓ペーシングパルスを含む、請求項１２に記載の医療機器。
【請求項１５】
前記制御モジュールがＭ個の制御モジュールを備え、前記医療機器が前記Ｍ個の制御モジュールの１個を前記パルス発生器に選択的に接続する第１のスイッチモジュールをさらに備え、Ｍが１より大きい整数である、請求項１２に記載の医療機器。
【請求項１６】
前記第１のスイッチモジュールは、更に、前記Ｍ個の制御モジュールの前記１個をＮ個の保護モジュールの１個に選択的に接続する、請求項１５に記載の医療機器。
【請求項１７】
前記パルス発生器がＰ個のパルス発生器を備え、前記医療機器が前記Ｐ個のパルス発生器の１個を前記Ｍ個の制御モジュールの前記１個に選択的に接続する第２のスイッチモジュールをさらに備え、Ｐが１より大きい整数である、請求項１５に記載の医療機器。
【請求項１８】
リード線と、
前記Ｐ個のパルス発生器の前記１個を前記リード線に選択的に接続する第３のスイッチモジュールと、
をさらに備える、請求項１７に記載の医療機器。
【請求項１９】
第１のスイッチモジュールが冗長性スイッチモジュールを備える、請求項１３に記載の医療機器。
【請求項２０】
前記Ｎ個の保護モジュールのそれぞれが電流制限モジュールを備える、請求項１２に記載の医療機器。
【請求項２１】
前記電流制限モジュールが、並列に接続されたＸ個のトランジスタを備え、Ｘが１より大きい整数であり、前記Ｘ個のトランジスタの制御端子が前記制御モジュールと通信する、請求項９に記載の医療機器。
【請求項２２】
前記電流制限モジュールが、
抵抗素子と、
前記抵抗素子と並列に接続されて前記制御モジュールにより選択的に制御されるスイッチと、
を備える、請求項２０に記載の医療機器。
【請求項２３】
前記抵抗素子が可変抵抗素子を備え、前記制御モジュールが前記可変抵抗素子の抵抗を選択的に変更する、請求項２２に記載の医療機器。
【発明の詳細な説明】
【関連出願との相互参照】
【０００１】
[0001]本願は、２００５年８月３１日に出願された米国特許出願第１１／２１６，８４３号の一部継続出願であり、２００５年５月３１日に出願された米国仮出願第６０／６８５，９１５号および２００５年８月１７日に出願された米国仮出願第６０／７０８，９０３号の利益を主張するものである。上記出願の開示は、その全体を参照として本明細書に組み入れられる。
【発明の分野】
【０００２】
[0002]本発明は、医療機器に関し、より詳細には、ペースメーカー等の医療機器用の電力供給システムに関する。
【発明の背景】
【０００３】
[0003]ペースメーカーシステムは、通常、コントローラ、バッテリ、パルス発生器および１本以上のリード線を含む。パルス発生器は心臓のためのペーシングパルスを生成する。リード線が心臓に刺激を送り、心臓の収縮を検出する。ペースメーカーシステムとは別体のプログラミングモジュールを医師が用いて、患者内に設置された後でペースメーカーの動作を変更することが可能である。
【０００４】
[0004]ペースメーカーシステムにはオンデマンドで動作するものがある。言い換えれば、ペースメーカーシステムは自然の上下心拍数が所定の数値を下回るまで待機している。この状況が発生すると、確実に心臓が収縮して血液を送り出すように、ペースメーカーシステムがペーシングパルスを送信する。
【０００５】
[0005] 密閉ハウジング内に、バッテリ、コントローラ、パルス発生器を実装することができる。リード線は、通常、密閉ハウジングから延び、患者の心臓の心腔内に接続される端部を有する。リード線は、通常、心臓からのフィードバック信号を伝送するのにも用いられる。フィードバック信号を使って、コントローラが心臓の活動を監視し、パルス発生器を適切に始動させることが可能である。バッテリをペースメーカーシステムのハウジングまたは別のコンポーネントの内部で密閉することができる。バッテリ内に蓄積されたエネルギーがしきい値を下回ると、通常、ハウジングおよび／または他のコンポーネントが取り外されてバッテリが交換される。分かるように、バッテリの交換には患者が追加の外科手術を受ける必要がある。
【０００６】
[0006]リード線は、通常、ハウジング内のパルス発生器から静脈を通って心腔へ延びる絶縁されたワイヤを含む。ペースメーカーシステムは、リード線を通してパルス発生器が受信した電気信号を検出することにより心臓を監視する。受信された信号は、心腔の収縮に関する情報を提供する。通常、この情報は、パルスがいつ必要かをコントローラが決定するのに十分なものである。
【０００７】
[0007]ペースメーカーシステムには単腔および二腔用途がある。単腔ペースメーカーシステムは、通例、単一リード線を用いて心臓の一心腔と信号をやり取りする。通常、リード線は右心房または右心室に接続される。このタイプのペースメーカーは、信号の送出が遅過ぎるものの下部心臓への電気経路が良好な状態にある、ＳＡ（洞房）結節を有する患者用に選択されることが多い。
【０００８】
[0008]二腔ペースメーカーは、通例、２本のリード線を含む。一方のリード線が右心房に配置され、もう一方のリード線が右心室に配置される。このタイプのペースメーカーは、監視を行い、いずれか一方または両方の心腔に刺激を送ることが可能である。二腔ペースメーカーシステムは、通常、ＳＡ結節信号が遅過ぎる上に電気経路が部分的または完全に遮断されている場合に選択される。
【０００９】
[0009]心拍感応型ペースメーカーも用いることができる。心拍感応型ペースメーカーは、通常、身体の血流の必要を監視する追加のセンサーを含む。この情報を監視することによって、自然な心拍数が活動のレベルの上昇に対して十分に上昇しない場合に、ペースメーカーがペースを上昇および／または下降させて補正する。
【発明の概要】
【００１０】
[0010]医療機器がパルスを選択的に発生するパルス発生器を備える。制御モジュールがパルスを選択的に制御する。電力供給システムが医療機器に電力を供給する。電力供給システムは、Ｎが１より大きい整数であるＮ個のバッテリと、共通ノードと、制御モジュールと通信するＮ個の保護モジュールとを含む。Ｎ個の保護モジュールは、制御モジュールからの制御信号に基づいて、Ｎ個のバッテリのそれぞれ１個を共通ノードに選択的に接続し、Ｎ個のバッテリのそれぞれ１個により与えられる電流を監視する。制御モジュールが電流に基づいてそれぞれの制御信号を発生する。
【００１１】
[0011]他の特徴では、医療機器が、共通ノードをパルス発生器および制御モジュールに選択的に接続する第１のスイッチモジュールをさらに備える。医療機器はペースメーカーシステムを備え、パルスが心臓ペーシングパルスを含む。制御モジュールがＭ個の制御モジュールを備え、医療機器がＭ個の制御モジュールの１個をパルス発生器に選択的に接続する第１のスイッチモジュールをさらに備え、Ｍが１より大きい整数である。第１のスイッチモジュールも、Ｍ個の制御モジュールの１個をＮ個の保護モジュールの１個に選択的に接続する。パルス発生器がＰ個のパルス発生器を備え、医療機器がＰ個のパルス発生器の１個をＭ個の制御モジュールの１個に選択的に接続する第２のスイッチモジュールをさらに備え、Ｐが１より大きい整数である。医療機器が、リード線と、Ｐ個のパルス発生器の１個をリード線に選択的に接続する第３のスイッチモジュールとをさらに備える。
【００１２】
[0012]他の特徴では、第１のスイッチモジュールが冗長性スイッチモジュールを備える。Ｎ個の保護モジュールのそれぞれが電流制限モジュールを備える。電流制限モジュールが、並列に接続されたＸ個のトランジスタを備え、Ｘが１より大きい整数であり、Ｘ個のトランジスタの制御端子が制御モジュールと通信する。電流制限モジュールが、抵抗素子と、抵抗素子と並列に接続されて制御モジュールにより選択的に制御されるスイッチモジュールとを備える。抵抗素子が可変抵抗素子を備え、制御モジュールが可変抵抗素子の抵抗を選択的に変更する。
【００１３】
[0013]医療機器がパルスを選択的に発生するためのパルス発生手段を備える。この医療機器は、パルスと電力供給手段を選択的に制御するための制御手段を備える。電力供給手段が、Ｎが１より大きい整数である、電流を送るためのＮ個の電荷蓄積手段と、共通ノードと、制御モジュールからのそれぞれの制御信号に基づいて、Ｎ個の電荷蓄積手段のそれぞれ１個を共通ノードに選択的に接続し、Ｎ個の電荷蓄積手段のそれぞれ１個を流れる電流を監視するためのＮ個の保護手段とを備える。制御手段が、Ｎ個の電荷蓄積手段を流れる電流に基づいてそれぞれの制御信号を選択的に発生する。
【００１４】
[0014]他の特徴では、医療機器が、共通ノードをパルス発生器および制御モジュールに選択的に接続する第１のスイッチ手段をさらに備える。医療機器はペースメーカーシステムを備え、パルスが心臓ペーシングパルスを含む。制御手段がパルスを調整するためのＭ個の制御手段を備え、医療機器がＭ個の制御手段の１個をパルス発生手段に選択的に接続する第１のスイッチ手段をさらに備え、Ｍが１より大きい整数である。第１のスイッチ手段も、Ｍ個の制御手段の１個をＮ個の保護手段の１個に選択的に接続する。パルス発生手段がＰ個のパルス発生手段を備え、医療機器がＰ個のパルス発生手段の１個をＭ個の制御手段の１個に選択的に接続する第２のスイッチ手段をさらに備え、Ｐが１より大きい整数である。医療機器が、リード線と、Ｐ個のパルス発生手段の１個をリード線に選択的に接続する第３のスイッチ手段とをさらに備える。
【００１５】
[0015]他の特徴では、Ｎ個の保護手段のそれぞれが電流を制限するための電流制限手段を備える。電流制限手段のそれぞれが、並列に接続されたＸ個のトランジスタを備え、Ｘが１より大きい整数であり、Ｘ個のトランジスタの制御端子が制御手段と通信する。電流制限手段が、抵抗を与える抵抗手段と、抵抗手段と並列に接続されて制御手段により選択的に制御されるスイッチ手段とを備える。抵抗手段が可変抵抗を与える可変抵抗手段を備え、制御手段が可変抵抗手段の抵抗を選択的に変更する。
【００１６】
[0016]医療機器を動作する方法が、パルス発生器を用いてパルスを選択的に発生するステップと、制御モジュールを用いてパルスを制御するステップと、共通ノードに複数のバッテリのうち少なくとも１個を選択的に接続するステップと、複数のバッテリのそれぞれを流れる電流を監視するステップと、複数のバッテリを流れる電流に基づいて複数のバッテリのうち少なくとも１個を選択するステップとを備える。
【００１７】
[0017]他の特徴では、医療機器がペースメーカーシステムを備え、パルスが心臓ペーシングパルスを含む。制御モジュールがＭ個の制御モジュールを含み、この方法がＭ個の制御モジュールの１個をパルス発生器に選択的に接続するステップをさらに備え、Ｍが１より大きい整数である。パルス発生器がＰ個のパルス発生器を含み、この方法がＰ個のパルス発生器の１個をＭ個の制御モジュールの１個に選択的に接続するステップをさらに備え、Ｐが１より大きい整数である。Ｐ個のパルス発生器の１個がリード線に選択的に接続される。複数のバッテリの１個に接続される抵抗素子の抵抗値が、それから与えられる電流を調整するために選択的に調整される。
【００１８】
[0018]医療機器が、患者に送信するためのパルスを選択的に発生するＰ個のパルス発生器を備える。電力供給システムがＮ個のバッテリを備える。Ｍ個の制御モジュールがパルスを選択的に制御する。Ｌ個のスイッチモジュールが、Ｐ個のパルス発生器のうち選択された１個と、Ｎ個のバッテリのうち少なくとも選択された１個と、Ｍ個の制御モジュールのうち選択された１個とを選択的に接続し、Ｐ、Ｍ、Ｎ、およびＬが１より大きい整数である。
【００１９】
[0019]他の特徴では、制御モジュールが、Ｎ個のバッテリにより供給される電流を監視し、それに基づいてＬ個のスイッチモジュールを選択的に制御する。Ｎ個の保護モジュールが、Ｎ個のバッテリのうち少なくとも選択された１個により与えられる電流を選択的に変更する。Ｎ個の保護モジュールが、Ｎ個のバッテリのうち少なくとも選択された１個により与えられる電流を選択的に制限する。Ｌ個のスイッチモジュールが、Ｎ個のバッテリを共通ノードに選択的に接続する第１のスイッチモジュールと、共通ノードをＰ個のパルス発生器およびＭ個の制御モジュールに選択的に接続する第２のスイッチモジュールとを含む。
【００２０】
[0020]他の特徴では、医療機器がペースメーカーシステムを備え、パルスが心臓ペーシングパルスを含む。医療機器は、リード線と、Ｐ個のパルス発生器のうち選択された１個をリード線に選択的に接続する第３のスイッチモジュールとをさらに備える。Ｎ個の保護モジュールのそれぞれが電流制限モジュールを備える。電流制限モジュールが、並列に接続されたＸ個のトランジスタを備え、Ｘが１より大きい整数であり、Ｘ個のトランジスタの制御端子がＭ個の制御モジュールのうちの少なくとも１個と通信する。電流制限モジュールが、抵抗素子と、抵抗素子と並列に接続されて制御モジュールにより選択的に制御されるスイッチモジュールとを備える。抵抗素子が可変抵抗素子を備え、制御モジュールが可変抵抗素子の抵抗を選択的に変更する。
【００２１】
[0021]医療機器が、患者に送信するためのパルスを選択的に発生するためのＰ個のパルス発生手段と、電流を蓄積するためのＮ個の電流蓄積手段を備える電力供給システムと、パルスを選択的に制御するＭ個の制御手段と、Ｐ個のパルス発生手段のうち選択された１個と、Ｎ個の電流蓄積手段のうち少なくとも選択された１個と、Ｍ個の制御手段のうち選択された１個とを選択的に接続するＬ個のスイッチ手段とを備えており、Ｐ、Ｍ、Ｎ、およびＬが１より大きい整数である。
【００２２】
[0022]他の特徴では、制御手段が、Ｎ個の電流蓄積手段により供給される電流を監視し、それに基づいてＬ個のスイッチ手段を選択的に制御する。医療機器が、Ｎ個の電流蓄積手段のうち少なくとも選択された１個により与えられる電流を選択的に変更するためのＮ個の保護手段をさらに備える。医療機器が、Ｎ個の電流蓄積手段のうち少なくとも選択された１個により与えられる電流を選択的に制限するＮ個の保護手段をさらに備える。Ｌ個のスイッチ手段が、Ｎ個の電流蓄積手段を共通ノードに選択的に接続する第１のスイッチ手段と、共通ノードをＰ個のパルス発生手段およびＭ個の制御手段に選択的に接続する第２のスイッチ手段とを含む。医療機器がペースメーカーシステムを備え、パルスが心臓ペーシングパルスを含む。医療機器は、リード線と、Ｐ個のパルス発生手段のうち選択された１個をリード線に選択的に接続する第３のスイッチ手段とをさらに備える。
【００２３】
[0023]他の特徴では、Ｎ個の保護手段のそれぞれが電流を制限するための電流制限手段を備える。電流制限手段が、並列に接続されたＸ個のトランジスタを備え、Ｘが１より大きい整数であり、Ｘ個のトランジスタの制御端子がＭ個の制御手段のうち少なくとも１個と通信する。電流制限手段が、抵抗を与える抵抗手段と、抵抗手段と並列に接続されて制御手段により選択的に制御されるスイッチ手段とを備える。抵抗手段が可変抵抗素子を含み、制御手段が可変抵抗素子の抵抗を選択的に変更する。
【００２４】
[0024]医療機器を動作する方法が、Ｐ個のパルス発生器を用いて患者に送信するためのパルスを選択的に発生するステップと、Ｎ個のバッテリを用いて電力を供給するステップと、Ｍ個の制御モジュールを用いてパルスを選択的に制御するステップと、Ｐ個のパルス発生器のうち選択された１個と、Ｎ個のバッテリのうち少なくとも選択された１個と、Ｍ個の制御モジュールのうち選択された１個とを選択的に接続するステップとを備え、Ｐ、Ｍ、Ｎ、およびＬが１より大きい整数である。
【００２５】
[0025]他の特徴では、Ｎ個のバッテリにより供給される電流が監視され、それに基づいてＬ個のスイッチモジュールが選択的に制御される。Ｎ個のバッテリのうち少なくとも選択された１個により与えられる電流が選択的に変更される。Ｎ個のバッテリのうち少なくとも選択された１個により与えられる電流が選択的に制限される。Ｎ個のバッテリが共通ノードに選択的に接続され、共通ノードがＰ個のパルス発生器およびＭ個の制御モジュールに選択的に接続される。医療機器がペースメーカーシステムを含み、パルスが心臓ペーシングパルスを含む。Ｐ個のパルス発生器のうち選択された１個がリード線に選択的に接続される。
【００２６】
[0026]本発明の利用可能性のさらなる領域が以下の詳細な説明から明らかになる。詳細な説明および特定の例は、本発明の好ましい実施形態を示すものであるが、単なる例示目的であり、本発明の範囲を限定する意図はないことを理解されたい。
【００２７】
[0027]本発明は、詳細な説明および添付の図面からより十分に理解される。
【好ましい実施形態の詳細な説明】
【００２８】
[0059]以下の好ましい実施形態の説明は本質的に単なる例示であり、本発明、その出願、利用を限定する意図は全く無い。明確化のために、図面中で類似の要素を識別するために同一の参照番号が用いられる。本明細書で、モジュールおよび／またはデバイスの用語は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、電子回路、１つ以上のソフトウェアまたはファームウェアプログラムを実行するプロセッサ（共有、専用、またはグループ）およびメモリ、組み合わせ論理回路、および／または他の記載された機能性を提供する適当なコンポーネントを指す。本発明をラップトップコンピュータおよび／またはラップトップ負荷に関連して説明するが、本発明は任意のモバイルデジタルコンピューティング機器および／またはモバイルコンピューティング機器負荷に適用する。本明細書で、モバイルコンピューティング機器の用語は、少なくとも１個の集積回路を含み、且つバッテリまたは他の携帯電力貯蔵デバイス等のモバイル電源により電流を供給されるデジタル機器を指す。モバイルコンピューティング機器の例には、ラップトップコンピュータ、ＭＰ３プレイヤー、携帯情報端末（ＰＤＡ）等が含まれるがこれに限定されない。
【００２９】
[0060]図１Ａ、１Ｂおよび１Ｃを参照すると、従来技術によるラップトップコンピュータ１０等のモバイルコンピューティング機器が、ラップトップ負荷等の１個以上の負荷１２と、負荷１２に電力を供給するバッテリパック１４とを含む。バッテリパック１４は直列に接続されたバッテリを含む。バッテリパック１４は、ラップトップ負荷１２用の集中エネルギー源として機能する。言い換えれば、バッテリパック１４は導体１６および／または１８を通じてラップトップ負荷１２に電流および電圧を与える。導体１６および／または１８の一方をアース等の基準電位に接続することができる。図１Ｂで、バッテリパック１４は直列に接続されたバッテリ２０−１、２０−２、…および２０−Ｘ（総称してバッテリ２０）を含み、Ｘは１よりも大である。従来のバッテリパック設計において、バッテリ２０は電圧を増加し電流を減少させるように直列に接続される。
【００３０】
[0061]ラップトップ１０は図１Ｃに示すようにＤＣ／ＤＣコンバータ２２を含んでもよい。ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は導体２４および／または２６を介してバッテリパック１４と通信する。ラップトップ負荷１２は導体２８および／または３０を介してＤＣ／ＤＣコンバータ２２と通信する。１又は複数の導体をアース等の基準電位に接続することができる。このように、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は第１の電圧レベルをバッテリパック１４から受信し、第２の電圧レベルをラップトップ負荷１２に出力する。例えば、バッテリパック１４は１２Ｖ等のバッテリパック電圧を出力することができる。ＤＣ／ＤＣコンバータ２２はバッテリパック電圧をラップトップ負荷１２で使用するための１Ｖ供給電圧等の低い電圧レベルに変換する。言い換えれば、本例のＤＣ／ＤＣコンバータ２２は１２：１の変換比をもった降圧コンバータである。上述のように、高い変換比は比較的高い変換損失を有する傾向がある。バッテリパック電圧を増加させることにより、同時に変換非効率による損失を増加させつつ、寄生分配抵抗に関連するエネルギー損失を減少させる。
【００３１】
[0062]図２Ａを参照すると、本発明によるモバイルコンピューティング機器用の電力供給システム４０が１個以上の分散負荷センター４２−１、４２−２、…、４２−Ｍ（総称して負荷センターまたは負荷４２と呼ぶ）を含む。分散負荷センター４２のそれぞれが１個以上の負荷を含む。バッテリ４４−１、４４−２、…、４４−Ｍ（総称してバッテリ４４と呼ぶ）等の１個以上の分散電源が負荷４２に並列に接続される。言い換えれば、バッテリ４４−１が負荷センター４２−１に直接接続されて電力を与える。バッテリ４４−２は負荷センター４２−２に直接接続されて電力を与える。バッテリ４４−Ｍは負荷センター４２−Ｍに直接接続されて電力を与える。負荷センター４２は複数の負荷を含んでもよい。言い換えれば、バッテリ４４および負荷４２の数は等しくなくてもよい。
【００３２】
[0063]バッテリ４４の並列分散配列により、最適な方法で電力が負荷に供給される。例えば、典型的なラップトップコンピュータサブシステムは、半導体負荷等の負荷と、ラップトップコンピュータ全域にわたって物理的に分散された他のタイプの負荷を含む。本発明において、各負荷４２は最適配置されたバッテリ４４から電力を受け取ることが可能である。対照的に、負荷１２は（図１Ａおよび１Ｃに示したように）単一の集中配置されたバッテリパック１４から電力を受け取る。
【００３３】
[0064]負荷４２の電力要件が不均衡となる可能性がある。例えば、負荷４２−１は負荷４２−２よりも多くの電流を必要とすることもある。不均一な電力消費を防止するために、電力供給システム４０は１個以上の端子接続部４６および４８を含む。端子接続４６および４８は、それぞれ負荷センター４２および／またはバッテリ４４の第１の端子および第２の端子を短絡する任意の適当な導電性材料としてよい。言い換えれば、第１のバッテリの第１の端子がバッテリパックの他のバッテリの第１の端子に接続される。同様のアプローチが第２の端子についても用いられる。例えば、端子接続部４６および４８は、プリント配線板（ＰＣＢ）電力配線／平面（ＰＴ／Ｐ）および／またはアース配線／平面（ＧＴ／Ｐ）に接続された導線および／または金属補剛材を含むこともできるがこれに限定されない。
【００３４】
[0065]図２Ｂを参照すると、例示的な電力供給システム５０が、中央演算処理装置（ＣＰＵ）負荷５２、メモリ負荷５４、およびグラフィックスプロセッシングユニット（ＧＰＵ）負荷５６を含む。ＣＰＵ負荷５２、メモリ負荷５４、およびＧＰＵ負荷５６は異なる電流要件を有する可能性がある。端子接続部４６および４８により、異なる負荷が１又は複数のバッテリ４４から電力を受け取ることができる。
【００３５】
[0066]図３Ａを参照すると、本発明の第１の例示的な実施によるラップトップコンピュータ６０が示されている。ラップトップコンピュータ６０は、並列分散配列で接続された負荷６２およびバッテリ６４を含む。各バッテリ６４はバッテリパック６６に組み込まれている。各バッテリ６４は、バッテリパック６６および負荷６２間の複数の対応する接続部を介して負荷６２に電力を与える。各バッテリ６４はバッテリパック６６内で（図２Ａおよび２Ｂで説明したように）接続されている。
【００３６】
[0067]バッテリパック６６はラップトップコンピュータ６０内に配置して示してあるが、バッテリパック６６をラップトップコンピュータ６０外部に配置できることを当業者は理解できる。さらに、ラップトップコンピュータ６０は、上述のように並列に接続された複数のバッテリをそれぞれ含む複数のバッテリパック６６を含んでもよい。例えば、ラップトップコンピュータ６０は、ラップトップコンピュータ６０の両側面上に物理的に配置されたバッテリパック６６を含んでもよい。
【００３７】
[0068]負荷６２およびバッテリ６４の並列分散配列は、バッテリパック６６の製造に有利である。負荷と直列に接続されたバッテリパックは、通常直列に接続された複数のバッテリを含む。１又は複数のバッテリがバッテリパック中の他のバッテリよりも小さい容量を有してもよい。このような配列では、大容量（すなわち強い）バッテリが放電中に、小容量（すなわち弱い）バッテリが自己逆充電することがある。結果として、小容量バッテリが損傷を受け、それによってバッテリパックの全容量が低下する。各バッテリは、実際の蓄積容量を決定し、バッテリパック内に不等価容量をもったバッテリを含まないように、充電および放電しなくてはならない。
【００３８】
[0069]本発明の並列分散配列は、平衡バッテリ容量に関連する製造時間およびコストをなくすものである。並列バッテリパック配列において、電流は必然的にバッテリパック６６から負荷６２へと供給される。強いバッテリは、同じバッテリパック内で弱いバッテリよりもより多くの電流を与え、弱いバッテリの逆充電の可能性をなくす。結果として、バッテリパック全体の寿命が延び、バッテリパック６６の最大容量がより効果的に使用される。例えば、１個以上のバッテリ６４が最低電圧仕様まで放電してバッテリパックのエネルギーを完全に利用すると、逆充電は起きない。同様に、並列分散配列はより高い信頼性を提供する。バッテリ６４のいずれかが時間とともに衰弱すると、強いバッテリが弱いバッテリのエネルギー出力の一部または全てを補充することが可能である。したがって、バッテリパック６６の全容量が著しく低下することはない。
【００３９】
[0070]図３Ｂを参照すると、バッテリパック６６は、短絡回路条件があるときにバッテリ６４を絶縁する短絡回路検出モジュール６７を組み込むことができる。言い換えれば、短絡回路検出モジュール６７はバッテリパックを監視して、あるバッテリの端子が短絡する時および／またはあるバッテリの第１の端子が他のバッテリの第２の端子に短絡する時を決定する。短絡回路検出モジュール６７は、あるバッテリを絶縁するためにスイッチまたは接触器６９の位置を選択的に変更することができる。
【００４０】
[0071]ラップトップコンピュータ６０は、図３Ｃに示すように１個以上のＤＣ／ＤＣコンバータ７０を含んでもよい。図１Ｃについて上述したように、ＤＣ／ＤＣコンバータ７０はバッテリ６４の高い電圧を負荷６２に適した低い電圧に変換する。しかしながら、ラップトップコンピュータ６０の並列分散配列により、ＤＣ／ＤＣコンバータ７０の変換比が低下する。例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ７０は、４：１未満の変換比を有することもある。他の実施では、変換比が３：１、２：１および／または１：１以下である。さらに、ＤＣ／ＤＣコンバータのそれぞれが異なる変換比を有してもよい。そのように、ラップトップコンピュータ６０の全体的な効率が改善される。
【００４１】
[0072]ラップトップコンピュータ６０の特定の半導体負荷が高い動作周波数を要することもある。例えば、約１ＭＨｚの動作周波数では、外部の受動コンポーネントを低周波数ＤＣ／ＤＣコンバータに匹敵するコンポーネントよりも小型で且つ安価にできる。並列分散配列では、ＤＣ／ＤＣコンバータ７０が異なる周波数で動作することができる。結果として、ＤＣ／ＤＣコンバータ７０のいずれかを高い周波数（すなわち１ｋＨｚ〜４ｋＨｚの間）で動作することができる。
【００４２】
[0073]図３Ｄを参照すると、ラップトップコンピュータ６０は、さらにこの特徴を生かすために、並列配列した異なるサイズのバッテリを含んでもよい。例えば、小型のフォームファクターラップトップコンピュータは、バッテリおよび／またはバッテリパック６６のそれぞれを１個以上のバッテリに適合させるために利用可能な領域を最大化することができる。一実施では、ラップトップコンピュータ６０が、第１の寸法および／または形状の組を有する第１のバッテリパック６６−１と、第２の寸法および／または形状の組を有する第２のバッテリパック６６−２と、第ｎの寸法および／または形状の組を有する第ｎのバッテリパック６６−ｎとを含むこともできる。バッテリパックはそれらの一次負荷６２に隣接して配列される。バッテリパック６６の各々が１個以上のバッテリを含む。バッテリバック６６は互いにおよび／またはアースに接続され、上述のように負荷を共有できる。
【００４３】
[0074]別の実施では、ラップトップコンピュータ６０が不揃いのサイズおよび／または形状を有するバッテリおよび／またはバッテリパックを含むこともできる。また別の実施では、ラップトップコンピュータ６０が、柔軟なバッテリパック配置を可能とするために、バッテリおよび／またはバッテリパックのための複数の取り付け位置を含むことができる。例えば、第１のバッテリパックをラップトップコンピュータ６０の上面に、第２のバッテリパックをラップトップコンピュータ６０の底面に取り付けてもよい。あるいは、複数のバッテリパックをラップトップコンピュータ６０のエッジに沿って、またはラップトップコンピュータ６０のコーナーに取り付けてもよい。
【００４４】
[0075]図４Ａおよび５Ａを参照すると、ラップトップコンピュータ８０がマザーボード８２を含んでいる。この実施では、（上述したような）バッテリ間の並列接続はマザーボード８２上に組み込まれている。例えば、図４Ａに示すように、端子短絡接続部が接続導体８４および８６を含んでもよい。あるいは、端子短絡接続部が、マザーボード８２のＰＴ／Ｐおよび／またはＧＴ／Ｐに接続された金属補剛材８８を含んでもよい。図４Ｂおよび５Ｂを参照すると、先の実施で説明したように、ラップトップコンピュータ８０は１個又は複数のＤＣ／ＤＣコンバータ７０を含むことができる。
【００４５】
[0076]図６、７および８を参照すると、ラップトップコンピュータ９０も降圧ＤＣ／ＤＣコンバータ９２と昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ９４を含むことができる。ラップトップコンピュータ中の半導体素子は、比較的低い電圧要件を有することがある。しかしながら、特定の半導体素子は高い電圧を必要とすることもある。例えば、ラップトップコンピュータ９０は第１の負荷９６と第２の負荷９８を含んでもよい。第１の負荷９６は、例えば１Ｖの第１の電圧を要する。第２の負荷９８は、第１の電圧よりも高い、例えば５Ｖの第２の電圧を要する。バッテリが５Ｖより低く１Ｖより高いバッテリ電圧出力を与える場合には、昇圧および降圧コンバータを用いてもよい。本実施では、昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ９４がバッテリパック６６の電圧を負荷９８に適した電圧まで上げる。
【００４６】
[0077]別の実施では、ラップトップコンピュータ１００が、図９に示すように、複数の電圧要件を有する１個以上の周辺装置１０２（すなわち、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）またはＤＶＤドライブ）を含むことができる。例えば、周辺装置１０２は、モータ１０４等の機械的要素用に５Ｖの第１の電圧を要することがある。周辺装置１０２は、別の電子的要素１０６用に第２の低い電圧を要することもある。本発明では、この電子的要素１０６を供給電圧の範囲で動作可能とすることができる。例えば、電子的要素１０６は単一ＬｉＯｎバッテリ電源または５Ｖの供給電圧からの電力で動作することができる。直列配列の５Ｖで動作する従来のシステムでは、電子的要素１０６は機械的要素１０４と同様に５Ｖで動作する。
【００４７】
[0078]しかしながら、周辺装置１０２はラップトップコンピュータ１００の並列分散配列でも動作することができる。このように、ラップトップコンピュータ１００は、機械的要素１０４に５Ｖを与える昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ１０８を含む。電子的要素１０６用の第２の昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータは必要ない。言い換えれば、電子的要素１０６は、５Ｖで動作するだけでなくより低い供給電圧で動作するように構成されており、これによって追加の昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータの必要性をなくしている。
【００４８】
[0079]図１０〜１２を参照すると、ラップトップコンピュータ１１０が、２段階ＤＣ／ＤＣ変換プロセスに従ってバッテリ電圧を５Ｖの供給電圧に変換する。他のタイプのバッテリも使用できるが、バッテリがリチウムイオンバッテリの実施もある。ラップトップコンピュータ１１０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１２、降圧ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４、および１：ｎ昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ１１６を含む。ＤＣ／ＤＣコンバータ１１２は、負荷１１８の電圧要件に応じて降圧または昇圧コンバータとしてよい。ＤＣ／ＤＣコンバータ１１２は、先の実施で説明したように、バッテリ１２０の電圧を変換する。
【００４９】
[0080]昇圧ブーストコンバータの使用は、特定の高い電流印加には望ましくないこともある。例えば、バッテリ１２４の電圧は２．７Ｖ〜４．２Ｖの間としてよい。まず、降圧ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４がバッテリ１２４の電圧をより低い電圧に変換する。例えば、降圧ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４はバッテリ１２４の電圧を２．５Ｖに変換する。続いて、昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ１１６は、この低い電圧を負荷１２２に適したより高い電圧に変換する。例えば、昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ１１６が１：２の変換比を有し、降圧ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の出力を５Ｖに変換する。より高い電圧要件に対しては、昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ１１６が必要に応じて１：ｎの変換比を有することができる。
【００５０】
[0081]当業者には、以上の説明から本発明の広範な教示が様々な形で実施されうることが理解される。本発明は、並列バッテリ配置に他の既知のバッテリパックおよび／または電力供給構成を組み込むことができる。例えば、電源またはバッテリパックが、本明細書に説明された実施のいずれかによって、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）技術を用いて並列バッテリ配置を実施することもできる。
【００５１】
[0082]図１３を参照すると、負荷を備えた例示的なモバイルコンピューティング機器２００が示されている。モバイルコンピューティング機器２００は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）２０４と、メモリ２０６（ランダムアクセスメモリ、リードオンリーメモリ、および／または他の適当な電子記憶装置）と、入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース２１０とを含む。機器２００は、グラフィックスプロセッシングユニット（ＧＰＵ）２１２をさらに含んでもよい。モバイルコンピューティング機器２００は、ＤＶＤドライブ２１４等の１個以上の周辺装置を含んでもよく、これには１個以上のモータ２１８および制御部２２０が含まれる。追加の周辺装置には、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）２２４が含まれるが、それには１個以上のモータ２２８および制御モジュール２３０が含まれる。機器２００は、音声出力ジャックまたはスピーカー等の音声出力部２３２を含んでもよい。機器は、ディスプレイ２３４、入力部２３６、ディスクドライブ２４０および／または無線ローカルエリアネットワークインターフェース２４２を含んでもよい。入力部２３６には、音声入力部、マイクロフォン、キーパッド、ボタン、タッチパッドおよび／または他の入力部が含まれる。機器２００のコンポーネントは１個以上の分散負荷センターにグループ化され、前述の方法で供給を受けることができる。
【００５２】
[0083]図１４を参照すると、従来の技術による不適合バッテリ内の過電流が示されている。回路２４０は第１のバッテリ２４４および第２のバッテリ２４８を含む。バッテリ２４４および２４８は並列に接続され、１個又は複数の負荷２５０に供給している。分かるように、第１のバッテリ２４４が新しい、および／または完全に充電されたバッテリで、第２のバッテリ２４８が古い、不良の、および／または完全に放電されたバッテリである場合には、第２のバッテリ２４８に流れる電流が大きすぎて損傷および／または他の障害を引き起こす可能性がある。
【００５３】
[0084]図１５を参照すると、モバイルコンピューティング機器３００が、本発明による分散電源３０２と電流検出保護モジュールとを含んでいる。機器３００は、それぞれ負荷３０６−１、３０６−２、３０６−３、および３０６−４（総称して負荷３０６）に主に供給するバッテリ３０４−１、３０４−２、３０４−３、および３０４−４（総称してバッテリ３０４）を含む。検出保護モジュール３１０−１、３１０−２、３１０−３、および３１０−４（総称して検出保護モジュール３１０）がそれぞれバッテリ３０４−１、３０４−２、３０４−３、および３０４−４に接続されている。検出保護モジュール３１０−１、３１０−２、３１０−３、および３１０−４は、任意の適切な方法でバッテリ３０４−１、３０４−２、３０４−３、および３０４−４を流れる電流を検出し、以下に説明するように電流を制限する。制御モジュール３２０は、検出保護モジュール３１０と通信し、検出された電流信号を受信し、１又は複数の制御信号を発生してバッテリ３０４を流れる電流を制御する。４個のバッテリ／負荷／検出保護モジュール対が示されているが、特定の実施においては追加の、および／またはより少ない数の対を用いることができる。
【００５４】
[0085]図１６Ａを参照すると、電流保護モジュール３３０が示されている。電流保護モジュール３３０は、複数のトランジスタ３３０−１、３３０−２、３３０−３、…、および３３０−Ｎを含んでいる。それぞれのバッテリを流れる電流が十分に低いときは、トランジスタ３３０がＯＮされる。電流がしきい値を超えると、トランジスタ３３０が変調および／またはＯＦＦされて各トランジスタ３３０により提供される抵抗ＲＤＳを調整する。他がＯＦＦの間に選択的にＯＮ可能なトランジスタもある。並列配列が示されているが、直列配列も用いることが可能である。
【００５５】
[0086]図１６Ｂを参照すると、別の電流保護回路３４０が、抵抗３４２と、並列接続されたスイッチ３４４とを含んでいる。このスイッチ３４４は通常閉じられている。それぞれのバッテリを流れる電流がしきい値を上回ると、スイッチ３４４が開かれ、抵抗３４２を追加することにより直列抵抗を大きくする。結果として、バッテリを流れる電流は減少する。
【００５６】
[0087]図１６Ｃを参照すると、別の電流保護回路３５０が、可変抵抗３５２と、並列接続されたスイッチ３５４とを含んで示されている。このスイッチ３５４は通常閉じられている。それぞれのバッテリを流れる電流がしきい値を上回ると、スイッチが開かれ、可変抵抗３５２を追加することにより直列抵抗を大きくする。この与えられる抵抗は、制御モジュール３２０により調整することができる。結果として、バッテリを流れる電流は減少する。
【００５７】
[0088]バッテリを単一セルバッテリとする実施もある。抵抗は抵抗器、トランジスタまたは他の適当なコンポーネントを用いて実施可能である。スイッチは、トランジスタまたは他の適当なコンポーネントを用いて実施可能である。
【００５８】
[0089]図１７を参照すると、ペースメーカーシステム４００等の医療機器が示されている。ペースメーカーシステム４００は、完全に冗長化されている。言い換えれば、不良または未充電バッテリを良好または充電済みバッテリから確実に分離することができる。制御モジュールまたはパルス発生器等の不良または動作不能回路を、良好または動作可能回路から確実に分離することができる。選択された制御モジュールおよび／またはパルス発生器の出力を、冗長化のために確実に組み合わせることができる。結果として、ペースメーカーシステム４００の信頼性を改善することが可能である。
【００５９】
[0090]ペースメーカーシステム４００は、パルス発生器４０４Ａおよび４０４Ｂ（総称してパルス発生器４０４）と、スイッチモジュール４０５−１、４０５−２、…、４０５−６（総称してスイッチモジュール４０５）と制御モジュール４０８Ａおよび４０８Ｂ（総称して制御モジュール４０４Ａおよび４０４Ｂ）とを含む。１本以上のリード線４１２が選択されたパルス発生器４０４を患者の心臓４１４に接続している。密閉ハウジング４２４を医療機器のハウスコンポーネントに用いることができる。パルス発生器４０４および制御モジュール４０８を１個以上の組み合わせモジュールに統合することができる。さらに、スイッチモジュール４０５と、制御モジュール４０８、および／またはパルス発生器４０４を１個以上の集積回路内に組み込むことが可能である。
【００６０】
[0091]制御モジュール４０８のうちの選択された１個が第１のスイッチモジュール４０５−１を制御し、それがパルス発生器４０４の１個の出力を選択する。次に、選択されたパルス発生器４０４がスイッチモジュール４０５−１によりリード線４１２に接続される。パルス発生器４０４は患者の心臓４１４が発生した信号を受信して処理し、制御モジュール４０８の選択された１個により指示された通りに、心臓４１４に選択的に心臓ペーシングパルスを送る。
【００６１】
[0092]第２のスイッチモジュール４０５−２が、スイッチ保護モジュール４３０−１、４３０−２、…、４３０−Ｋ（総称してスイッチ保護モジュール４３０）を１個以上の制御モジュール４０８に接続している。問題が制御モジュール４０８の１個またはパルス発生器４０４の１個で検出された場合、スイッチモジュール４０５−２および４０５−１を、それぞれ他のパルス発生器４０４または制御モジュール４０８を選択するために作動することができる。
【００６２】
[0093]電力供給システム４２０が、並列に接続可能なバッテリ４５０−１、４５０−２、…、４５０−Ｋ（総称してバッテリ４５０）を含む。電力供給システム４２０は、スイッチ保護モジュール４３０も含む。各スイッチ保護モジュール４３０が第２のスイッチモジュール４０５−２を介して１個以上の制御モジュール４０８と通信し、１個以上のバッテリ４５０を共通電圧レールまたはノード４５６に選択的に接続している。共通電圧レール４５６がスイッチモジュール４０５−３、４０５−４、４０５−５および４０５−６に電力を与え、それが電力をそれぞれペースメーカーシステム４００のパルス発生器４０４Ａおよび４０４Ｂならびに制御モジュール４０８Ａおよび４０８Ｂに選択的に与える。
【００６３】
[0094]スイッチ保護モジュール４３０は、それぞれのバッテリ４５０から流れる電流および／またはそれぞれのバッテリ４５０間の電圧を検出することができる。この電流および／または電圧情報が制御モジュール４０８に伝達される。制御モジュール４０８は、スイッチ保護モジュール４３０が必要に応じてそれぞれのバッテリ４５０を接続および／または切断するように命令する。制御モジュール４０８は、スイッチ保護モジュール４３０が、図１６Ａ〜１６Ｃに関連して上述されたアプローチを用いて、バッテリ４５０からの電流を積極的に調整するように指示することもできる。
【００６４】
[0095]制御モジュール４０８は、十分な充電を確保するために、共通電圧レール４５６上にスイッチする前にバッテリ４５０の１個をテストすることができる。制御モジュール４０８は、各バッテリの充電状態を測定し、計算し、記憶することができる。この充電状態は、開路電圧、負荷テスト（例えば、高抵抗および低抵抗のダミー負荷を順次接続し測定する）、および／または適当なアプローチに基づくものとしてよい。
【００６５】
[0096]制御モジュール４０８は、必要に応じてそれぞれのバッテリ４５０を共通電圧レール４５６に選択的に接続する。単一のバッテリ４５０をその蓄積電力がしきい値を下回るまで接続する実施もある。選択されたバッテリ４５０が十分な電力を与えられないと、制御モジュール４０８がバッテリ４５０の接続を切断し、同時に別のバッテリに接続する。別のバッテリにスイッチする間に一次的にデバイスに電力を供給するために、容量性回路および／または誘導性回路および／またはフィルタを設けることができる。他の実施では、２個以上のバッテリ４５０を同時にアクティブとすることが可能であり、制御モジュール４０８が全電力および／または全電流を所定のレベルに調整および／または制限することができる。
【００６６】
[0097]ペースメーカーシステム４００にバッテリ４５０を追加できることにより、ペースメーカーシステム４００の寿命を延ばせる。冗長性は、信頼性を改善し、バッテリ寿命を延ばすことにもなる。結果として、ペースメーカーシステム４００はより長期間にわたって患者内で機能することができる。スイッチ保護モジュール４３０は、過度の電流を制限することにより、複数のバッテリ４５０を用いる場合にさらなる安全性をもたらす。制御モジュール４０８Ａおよび４０８Ｂを互いに接続して情報を交換することもできる。例えば、両方を常にアクティブにすることが可能である。一方はアクティブプロセッサとして動作し、他方は監視プロセッサとして動作することが可能である。監視プロセッサは、所定のデータをアクティブプロセッサに送り、送り返されたデータをチェックしてアクティブプロセッサの動作可能性を診断することができる。アクティブプロセッサが正確に応答しなかった場合、監視プロセッサおよび／または別の制御モジュールをアクティブプロセッサとすることができる。
【００６７】
[0098]図１８を参照すると、代替のペースメーカーシステム５００が示されており、代替構成に配列されたパルス発生器モジュール４０４と、スイッチモジュール４０５と、制御モジュール４０８と、リード線４１２と、電力供給システム５０４と、密閉ハウジング４２４とを含む。第１のスイッチモジュール４０５−３がパルス発生器４０４の１個を選択する。選択されたパルス発生器４０４がリード線４１２に接続される。このパルス発生器４０４が患者の心臓４１４が発生した信号を受信し、処理して、制御モジュール４０８により指示された通りに、心臓４１４に選択的に刺激を送る。
【００６８】
[0099]制御モジュール４０８Ａおよび４０８Ｂは、概して図１８に「Ｓ」、「Ｐ」および「ＰＧ」で示されるように、スイッチモジュール４０５、保護モジュール５２０Ａおよび５２０Ｂ（総称して保護モジュール５２０）および／またはパルス発生器４０４に接続される。保護モジュール５２０Ａおよび５２０Ｂは、スイッチモジュール４０５−１、４０５−２、４０５−４および４０５−５により、パルス発生器４０４Ａおよび４０４Ｂならびに制御モジュール４０８Ａおよび４０８Ｂに接続される。問題が制御モジュール４０８の１個またはパルス発生器４０４の１個で検出された場合、スイッチモジュール４０５を調整して他のパルス発生器４０４または制御モジュール４０８を選択することができる。
【００６９】
[00100]電力供給システム５０４は、複数のバッテリ４５０およびスイッチモジュール５１０を含む。バッテリ４５０は、各々が、それぞれのスイッチモジュール５１０−１Ａ、５１０−２Ａ、…、５１０−ＫＡによって第１の保護モジュール５２０Ａに選択的に接続される。加えて、バッテリ４５０は、各々が、それぞれのスイッチモジュール５１０−１Ｂ、５１０−２Ｂ、…、５１０−ＫＢによって第２の保護モジュール５２０Ｂに選択的に接続される。
【００７０】
[00101]保護モジュール５２０がペースメーカーシステム５００に電力を与える。いずれの保護モジュール５２０も選択された制御モジュール４０８に接続されているので、一方の保護モジュール５２０が故障した場合に他方を使用可能である。スイッチモジュール５１０の一方が故障した場合に他方の保護モジュール５２０を使用可能である。さらに、スイッチモジュール５１０−１Ａおよび５１０−２Ｂが両方とも故障した場合には、両方のバッテリ４５０−１および４５０−２にアクセス可能とするために両方の保護モジュール５２０を使用可能である。
【００７１】
[00102]制御モジュール４０８は、スイッチモジュール５１０および／または保護モジュール５２０を流れる電流を選択的に監視して、バッテリ４５０を選択的に接続および／または切断する時を決定することができる。制御モジュール４０８は、場合により図１６Ａ〜１６Ｃに関連して上述したのと同様の方法で、保護モジュール５２０を用いてバッテリ４５０から流れる電流を選択的に制限することもできる。
【００７２】
[00103]別の実施では、各バッテリ４５０がそれぞれのバッテリ４５０の電流および／または電圧を測定する測定モジュール（図示せず）を有してもよい。この情報は制御モジュール４０８に送信することができる。各バッテリ４５０は、その電流を独立に制限する関連保護モジュール（保護モジュール５２０の独立したもの）を追加で有してもよい。図１８の制御モジュール４０８は、上述のような監視処理モードで動作することも可能である。
【００７３】
[00104]図１９Ａ〜１９Ｃを参照すると、例示的な冗長性スイッチモジュール５１０、５１０’および５１０’’が示されている。図１９Ａでは、冗長性スイッチモジュール５１０が、直列に接続された第１および第２のスイッチモジュール５１１−１および５１１−２を含む。図１９Ｂでは、冗長性スイッチモジュール５１０’が、Ｆ×Ｇ列のスイッチモジュール５６０を含んでおり、ここでＦおよびＧは１より大きい整数である。例えば、ＦおよびＧはともに２に等しい。Ｆ個のスイッチモジュール５６０−１−ｘ、５６０−２−ｘ、…、および５６０−Ｆ−ｘが互いに直列に接続されている。このことは１からＧの各ｘについて当てはまる。Ｇ個の組のＦ個のスイッチモジュールが互いに並列に接続されている。この組み込まれた冗長性が信頼性を高めている。図１９Ｃでは、Ｎ個のスイッチモジュール５１０が組み合わされて複数のラインスイッチモジュール５１０’’を提供する。スイッチモジュールの特定の例が示されているが、スイッチモジュールは任意の適当な構成で接続された１個以上のスイッチを含むことができる。
【００７４】
[00105]図２０および２１を参照すると、ペースメーカーシステム６００等の医療機器が示されている。ペースメーカーシステム６００は、完全に冗長化されており、バッテリ６０２−１、６０２−２、…、および６０２−Ｃ（総称してバッテリ６０２）と、パルス発生器６０４−１、６０４−２、…、および６０４−Ｄ（総称してパルス発生器６０４）と、制御モジュール６０８−１、６０８−２、…、および６０８−Ｅ（総称して制御モジュール６０８）と、スイッチモジュール６１０−１、６１０−２、…、および６１０−Ｆと、患者の心臓６１４に接続された１本以上のリード線６１２とを含む。
【００７５】
[00106]バッテリ６０２の１個が故障すると、スイッチモジュール６１０を用いてバッテリ６０２の別の１個を接続することが可能である。パルス発生器６０４または制御モジュール６０８の１個が故障すると、スイッチモジュール６１０を用いて制御モジュール６０８および／またはパルス発生器６０４の別の１個を接続することが可能である。図２１に示したように、追加のスイッチモジュール６１０−１、６１０−２、…、および６１０−Ｇを用いてさらなる冗長性レベルを追加することができる。
【００７６】
[00107]制御モジュール、パルス発生器、バッテリおよびスイッチモジュールの数は特定の用途に応じて変更できることが分かる。
【００７７】
[00108]本発明はその特定の例に関連して説明されてきたが、本発明の真の範囲はそのように限定されるべきではない。図面、明細書、および特許請求の範囲の検討により、当業者には他の変形が明らかとなるからである。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１Ａ】従来技術による直列に接続されたバッテリを備えるバッテリパックを含むラップトップコンピュータの機能ブロック図である。
【図１Ｂ】従来技術による直列に接続された複数のバッテリの機能ブロック図である。
【図１Ｃ】従来技術によるＤＣ／ＤＣコンバータおよびバッテリパックを含むラップトップコンピュータの機能ブロック図である。
【図２Ａ】本発明によるバッテリパックおよびラップトップコンピュータ負荷のための並列バッテリ配列の概略図である。
【図２Ｂ】本発明の一実施による中央演算処理装置（ＣＰＵ）、メモリおよびグラフィックスプロセッシングユニット（ＧＰＵ）負荷のための並列バッテリ配列の概略図である。
【図３Ａ】本発明による並列に接続されたバッテリ端子を含む並列バッテリ配列の機能ブロック図である。
【図３Ｂ】図３Ａのバッテリを短絡回路検出モジュールとともに示す図である。
【図３Ｃ】本発明による並列に接続されたバッテリ端子を含む並列バッテリ配列とＤＣ／ＤＣコンバータの機能ブロック図である。
【図３Ｄ】モバイルコンピューティング機器内の異なる寸法を有するバッテリパックの配列を示す図である。
【図４Ａ】本発明によるマザーボード上に端子接続導体を組み込んだ並列バッテリ配列の機能ブロック図である。
【図４Ｂ】本発明によるマザーボード上に端子接続導体を組み込んだ並列バッテリ配列とＤＣ／ＤＣコンバータの機能ブロック図である。
【図５Ａ】本発明によるマザーボード上にアースおよび電源平面への短絡金属補剛材を組み込んだ並列バッテリ配列の機能ブロック図である。
【図５Ｂ】本発明によるマザーボード上にアースおよび電源平面への短絡金属補剛材を組み込んだ並列バッテリ配列とＤＣ／ＤＣコンバータの機能ブロック図である。
【図６】本発明によるＤＣ／ＤＣコンバータと昇圧コンバータを含んだ並列バッテリ配列の機能ブロック図である。
【図７】本発明によるＤＣ／ＤＣコンバータと昇圧コンバータを含んだ並列バッテリ配列の機能ブロック図である。
【図８】本発明によるＤＣ／ＤＣコンバータと昇圧コンバータを含んだ並列バッテリ配列の機能ブロック図である。
【図９】本発明による周辺装置と昇圧コンバータを含んだ並列バッテリ配列の機能ブロック図である。
【図１０】本発明による単一および２段階コンバータを含んだ並列バッテリ配列の機能ブロック図である。
【図１１】本発明による単一および２段階コンバータを含んだ並列バッテリ配列の機能ブロック図である。
【図１２】本発明による単一および２段階コンバータを含んだ並列バッテリ配列の機能ブロック図である。
【図１３】負荷を備えた例示的なモバイルコンピューティング機器の機能ブロック図である。
【図１４】従来技術の不整合バッテリにおける過電流を示す図である。
【図１５】本発明による分散電源および電流検出保護モジュールを含んだモバイルコンピューティング機器の機能ブロック図である。
【図１６Ａ】電流保護モジュールの例示的な電気回路図である。
【図１６Ｂ】別の電流保護モジュールの例示的な電気回路図である。
【図１６Ｃ】アクティブな電流保護モジュールの例示的な電気回路図である。
【図１７】ペースメーカーシステム等の医療機器用の電力供給システムの機能ブロック図である。
【図１８】ペースメーカーシステム等の医療機器用の代替の電力供給システムの機能ブロック図である。
【図１９Ａ】例示的なスイッチモジュールの機能ブロック図である。
【図１９Ｂ】例示的なスイッチモジュールの機能ブロック図である。
【図１９Ｃ】例示的なスイッチモジュールの機能ブロック図である。
【図２０】医療機器用の代替の電力供給システムの機能ブロック図である。
【図２１】医療機器用の代替の電力供給システムの機能ブロック図である。
【符号の説明】
【００７９】
４００、５００…ペースメーカー、４０４、６０４…パルス発生器、４０５、５１０、５１０’、５１０’’、６１０…スイッチモジュール、４０８、６０８…制御モジュール、４３０…スイッチ保護モジュール、５２０…保護モジュール。
【図１Ａ】
2006334401.tif 000003
【図１Ｂ】
2006334401.tif 000004
【図１Ｃ】
2006334401.tif 000005
【図２Ａ】
2006334401.tif 000006
【図２Ｂ】
2006334401.tif 000007
【図３Ａ】
2006334401.tif 000008
【図３Ｂ】
2006334401.tif 000009
【図３Ｃ】
2006334401.tif 000010
【図３Ｄ】
2006334401.tif 000011
【図４Ａ】
2006334401.tif 000012
【図４Ｂ】
2006334401.tif 000013
【図５Ａ】
2006334401.tif 000014
【図５Ｂ】
2006334401.tif 000015
【図６】
2006334401.tif 000016
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
2006334401.tif 000026
【図１６Ｂ】
2006334401.tif 000027
【図１６Ｃ】
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【図１７】
2006334401.tif 000029
【図１８】
2006334401.tif 000030
【図１９Ａ】
2006334401.tif 000031
【図１９Ｂ】
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【図１９Ｃ】
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【図２０】
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【図２１】
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【外国語明細書】
2006334401000001.pdf