(57)【要約】【課題】コンピュータの待機電力を低減する。【解決手段】コンピュータ１０がパワーオフ状態のときにＰＭＣ１５０に電力を供給する＃１ＤＣ／ＤＣコンバータ１１３は動作し、ＥＣ１０１に電力を供給する＃２ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５は停止する。ＭＰＵ３０１は、電池セット３１１の充電状態を監視して充電が必要になったと判断したときには、Ｔ端子を通じてＰＭＣにウエイク信号を送る。ＰＭＣは＃２ＤＣ／ＤＣコンバータを動作させてＥＣに電力を供給する。ＥＣはＳＭバスを通じてＭＰＵから充電の設定値を受け取り充電器１０３に充電を開始させる。充電が完了するとＥＣはＰＭＣをリセットして＃２ＤＣ／ＤＣコンバータを停止させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡＣアダプタの接続が可能で、電池と該電池の充電状態を監視するプロセッサとを備える電池パックの装着が可能なコンピュータであって、
前記電池を充電する充電器と、
前記プロセッサからデータ・バスを通じて前記電池の充電状態に関する情報を受け取り前記電池の充電状態を管理する第１のコントローラと、
前記第１のコントローラに電力を供給するレギュレータと、
前記コンピュータに前記ＡＣアダプタが接続されかつ前記コンピュータがパワーオフ状態のときに前記レギュレータを停止させ、前記電池の充電状態に基づいて前記プロセッサが生成したウエイク信号を受け取ったときに前記レギュレータを動作させる第２のコントローラと
を有するコンピュータ。
【請求項２】
前記プロセッサは前記ウエイク信号を前記電池の充電が必要であると判断したときに生成する請求項１に記載のコンピュータ。
【請求項３】
前記第１のコントローラは、前記レギュレータから電力の供給を受けたあとに前記プロセッサから前記データ・バスを通じて前記充電器に対する設定値を受け取る請求項１または請求項２に記載のコンピュータ。
【請求項４】
前記第１のコントローラは充電が完了したのちに、前記第２のコントローラを通じて前記レギュレータを停止させる請求項１から請求項３のいずれかに記載のコンピュータ。
【請求項５】
前記プロセッサは前記ウエイク信号を前記電池の充電状態を表示する表示装置の点灯制御が必要であると判断したときに生成する請求項１から請求項４のいずれかに記載のコンピュータ。
【請求項６】
前記第１のコントローラは、前記レギュレータから電力の供給を受けたあとに前記プロセッサから前記データ・バスを通じて前記表示装置を制御するデータを受け取る請求項５に記載のコンピュータ。
【請求項７】
前記電池パックは前記第１のコントローラが前記電池パックの装着を検知するための検出抵抗または温度検出素子を備え、前記ウエイク信号は前記検出抵抗または前記温度検出素子に接続される共用の信号線を通じて前記第２のコントローラに送られる請求項１から請求項６のいずれかに記載のコンピュータ。
【請求項８】
前記共用の信号線には、前記レギュレータが動作するときにオフ状態になるスイッチが設けられている請求項７に記載のコンピュータ。
【請求項９】
前記ウエイク信号は前記プロセッサと前記第２のコントローラに接続される専用の信号線を通じて前記第２のコントローラに送られる請求項１から請求項６のいずれかに記載のコンピュータ。
【請求項１０】
ＡＣアダプタの接続が可能なコンピュータの電源装置であって、
電池と該電池の充電状態を監視するプロセッサを備える電池パックと、
前記プロセッサからデータ・バスを通じて前記電池の充電状態に関する情報を受け取り前記電池の充電状態を管理する第１のコントローラと、
前記第１のコントローラに電力を供給するレギュレータと、
前記コンピュータに前記ＡＣ／ＤＣアダプタが接続されかつ前記コンピュータがパワーオフ状態のときに前記レギュレータの動作を停止させ、前記プロセッサからウエイク信号を受け取ったときに前記レギュレータを動作させる第２のコントローラと
を有する電源装置。
【請求項１１】
充電器と該充電器を制御する第１のコントローラと該第１のコントローラに電力を供給するレギュレータと該レギュレータを制御する第２のコントローラとを含みＡＣアダプタが接続されたコンピュータに装着が可能な電池パックであって、
電池と、
前記電池の充電状態を監視してデータ・バスを通じて前記電池の充電状態に関する情報を前記第１のコントローラに送るプロセッサとを備え、
前記第２のコントローラは前記コンピュータがパワーオフ状態のときに前記レギュレータの動作を停止させ、前記プロセッサは前記充電状態に関する情報を前記第１のコントローラに送る際に前記レギュレータを動作させるためのウエイク信号を前記第２のコントローラに送る電池パック。
【請求項１２】
前記第１のコントローラが前記電池パックの装着を検出するための検出抵抗または温度検出素子を有し、前記プロセッサは前記検出抵抗または前記温度検出素子に接続された共用の信号線を通じて前記ウエイク信号を送る請求項１１に記載の電池パック。
【請求項１３】
前記プロセッサは、前記第２のコントローラに接続される専用の信号線を通じて前記ウエイク信号を送る請求項１１に記載の電池パック。
【請求項１４】
ＡＣアダプタが接続され、電池と該電池の充電状態を監視するプロセッサを含む電池パックが装着されたコンピュータにおける待機電力を低減する方法であって、
前記電池の充電状態を管理するコントローラを前記コンピュータに提供するステップと、
前記コンピュータをパワーオフ状態に移行させて前記コントローラの動作を停止するステップと、
前記プロセッサが前記電池の充電状態に関する情報を前記コントローラに送る際に前記プロセッサが前記コンピュータにウエイク信号を送って前記コントローラの動作を開始させるステップと、
動作を開始してから前記コントローラが前記プロセッサから前記電池の充電状態に関する情報を受け取るステップと
を有する待機電力の低減方法。
【請求項１５】
前記プロセッサは前記電池の充電状態が前記コントローラによる所定の処理が必要になったときに前記ウエイク信号を送る請求項１４に記載の低減方法。
【請求項１６】
前記所定の処理が、前記電池の充電または前記電池の充電状態に関連する表示の処理である請求項１４または請求項１５に記載の低減方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＡＣアダプタが接続されたコンピュータの待機電力を低減する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ノートブック型携帯式コンピュータ（以下、ノートＰＣという。）は、モバイル環境では電池で動作し、オフィス環境では交流電圧を直流電圧に変換するＡＣアダプタで電池を充電しながら動作する。ノートＰＣがオフィス環境で動作するときは、つぎにモバイル環境で使用するためにつねに電池を充電しておく必要がある。したがって、ノートＰＣがパワーオフ状態のときも電池の充電容量が低下しているときは充電する必要がある。このとき、電池の充電状態を検知して充電を開始するための制御回路に電力を供給しておく必要があるためパワーオフ状態でのノートＰＣの消費電力（以下、待機電力という。）が増大する。
【０００３】
特許文献１は、バッテリィを備えたコンピュータ装置において、シャットダウン時の消費電力を削減する技術を開示する。同文献には、シャットダウン時にＡＣ電源が存在するときにＭ電源系をオフする。そして充電制御回路がＭ電源系から電力の供給を受けてもパワーオフ中の充電機能を損なわないようにするために、（１）パワーオフ中にて、充電処理が終わるまではＭ電源系を維持し、充電終了後にＭ電源系をオフできる機能、（２）パワーオフ中にて、例えばＡＣアダプタが抜かれた状態から取り付けられたとき等、ＡＣ電源の脱着を検出したときＭ電源系をオンできる機能、（３）パワーオフ中にて、バッテリの脱着を検出したときＭ電源系をオンできる機能、および（４）パワーオフ中、一定時間の経過後に、Ｍ電源系をオンできる機能について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１９２３５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
欧州委員会では、２０１３年以降にＥＵ加盟国に出荷するノートＰＣのオフ・モードおよびスタンバイ・モードでの消費電力を０．５Ｗ以下にする強制的な基準（ＥｕＰ  Ｔｉｅｒ−２）を承認した。この基準を満たすためには、待機電力を現在よりも低減する必要があり、さらに、地球環境的にも待機電力を一層低減することが求められている。
【０００６】
システムが長時間パワーオフ状態におかれたときに、自己放電によりバッテリィの残容量が充電を必要とするレベルまで低下する。特許文献１に記載の方法ではこのときに充電を開始するために、ゲートアレイ回路に設けたタイマで時間を計測して一旦Ｍ電源系をオンにして充電の必要性を判断し、必要がある場合に充電してからＭ電源系をオフにしている。バッテリィの残容量を設定した基準値以上に維持しておくためには、タイマの時間間隔を１分程度といったような短い時間に設定する必要がある。したがって、バッテリィが充電を必要とするか否かを判断するために頻繁にＭ電源系のオン／オフを繰り返す必要がある。しかも、Ｍ電源系をオンにしたときに結果として残容量が低下していない場合が多く発生するので、特許文献１の方法よりも一層の待機電力を低減することが可能な技術が求められている。
【０００７】
そこで本発明の目的は、待機電力を低減することが可能なコンピュータを提供することにある。さらに本発明の目的は、そのようなコンピュータに使用する電源装置および電池パックを提供することにある。さらに本発明の目的は電池パックを搭載するコンピュータにおいて待機電力を低減する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明にかかるコンピュータはＡＣアダプタから電力の供給を受けて電池パックを充電しながら動作する。ＡＣアダプタから電力の供給を受けているコンピュータでは、電池パックの充電をコンピュータがパワーオフ状態のときにも行う必要があり待機電力を消費する。電池パックは、電池の充電状態を監視するプロセッサを備える。第１のコントローラは、プロセッサからデータ・バスを通じて電池の充電状態に関する情報を受け取りその情報に基づいて電池の充電状態を管理する。レギュレータは第１のコントローラに電力を供給する。第２のコントローラは、コンピュータにＡＣアダプタが接続されかつコンピュータがパワーオフ状態のときにレギュレータを停止させる。そして、プロセッサからウエイク信号を受け取ったときにレギュレータを動作させる。ウエイク信号は、電池の充電状態に変化が生じて第１のコントローラによる処理が必要な場合にプロセッサが出力する信号である。
【０００９】
コンピュータはパワーオフ状態のときに、ウエイク信号を受け取る前は第２のコントローラがレギュレータを停止することで第１のコントローラの消費電力およびレギュレータの電力損失からなる待機電力をなくすことができる。本発明によればウエイク信号を受け取ったときだけ第２のコントローラがレギュレータを動作させるため、第１のコントローラは電池パックが必要とするときだけ動作して充電状態に関する管理または処理を行うことができる。プロセッサはウエイク信号を電池の充電が必要であると判断したときに生成することができる。したがって、パワーオフ状態のときにも自然放電で残容量が低下したり、モバイル環境で使用されたあとにパワーオフ状態でＡＣアダプタが接続されたりしたような場合にも、電池の充電を行うことができる。
【００１０】
第１のコントローラは、レギュレータから電力の供給を受けたあとにプロセッサからデータ・バスを通じて充電器に対する設定値を受け取ることができる。第１のコントローラおよびレギュレータは、電池パックが実際に充電を要求するときだけ動作して充電器を制御することができる。第１のコントローラは充電が完了したのちに、レギュレータを停止させることで待機電力を低減することができる。プロセッサはウエイク信号を電池の充電状態を表示する表示装置の点灯制御が必要であると判断したときに生成することができる。したがって、第１のコントローラは残容量が所定値以下になっていたり、所定値以上になっていたりする情報を表示装置で表示することができる。このとき第１のコントローラは、レギュレータから電力の供給を受けたあとにプロセッサからデータ・バスを通じて表示装置を制御するデータを受け取ることができる。
【００１１】
第１のコントローラが電池パックの装着を検知するための検出抵抗または温度検出素子を電池パックが備えている場合に、プロセッサはウエイク信号を検出抵抗または温度検出素子に接続される共用の信号線を通じて第２のコントローラに送ることができる。共用の信号線を利用することで、電池パックの端子にピンを追加する必要がないため電池パックおよびコンピュータの改造を最小にすることができる。このとき共用の信号線には、レギュレータが動作するときに連動してオフ状態になるスイッチを設けることで、第１のコントローラは共用の信号線を通じて電池パックの装着状態を正しく認識することができる。ウエイク信号はプロセッサと第２のコントローラに接続される専用の信号線を通じて第２のコントローラに送ることもできる。この場合は専用線にスイッチを設ける必要はない。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、待機電力を低減することが可能なコンピュータを提供することができた。さらに本発明により、そのようなコンピュータに使用する電源装置および電池パックを提供することができた。さらに本発明により電池パックを搭載するコンピュータにおいて待機電力を低減する方法を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】ノートＰＣの概略の構成を示す機能ブロック図である。
【図２】電源装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図３】ノートＰＣの電源状態に応じたＤＣ／ＤＣコンバータの動作状態、およびそれらが電力を供給している主なデバイスを示す図である。
【図４】ＰＭＣの構成を示す機能ブロック図である。
【図５】ノートＰＣの待機電力を低減するための手順を説明するフローチャートである。
【図６】電源装置の構成の他の例を示す機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本発明の実施の形態にかかるノートＰＣ１０の概略の構成を示す機能ブロック図である。本明細書の全体を通じて図面に記載した同一の要素には同一の参照番号を付して重複する説明は省略することにする。ＣＰＵ１１は、ノートＰＣ１０の中枢機能を担う演算処理装置で、メモリ・コントローラ・ハブ（ＭＣＨ）１３に接続されている。ＭＣＨ１３は、ノートＰＣ１０のなかでの高速なデータ転送を処理するデバイスで、メイン・メモリ１５へのアクセス動作を制御するためのメモリ・コントローラ機能、およびＣＰＵ２１と他のデバイスとの間のデータ転送速度の差を吸収するためのデータ・バッファ機能を含む。ＭＣＨ１３にはメイン・メモリ１５、グラフィック・プロセッシング・ユニット（ＧＰＵ）１７およびアイオー・コントローラ・ハブ（ＩＣＨ）２３が接続されている。
【００１５】
メイン・メモリ１５は、ＣＰＵ１１が実行するプログラムの読み込み領域、処理データを書き込む作業領域として利用される揮発性のＲＡＭである。ＧＰＵ１７には、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）１９が接続されている。ＩＣＨ２３は、ＩＣＨ３１は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）、シリアルＡＴＡ（AT Attachment）、ＳＰＩ (Serial Peripheral Interface)バス、 ＰＣＩ（Peripheral Component Interconnect）バス、ＰＣＩ−Ｅｘｐｒｅｓｓバス、およびＬＰＣ（Low Pin Count）バスなどのポートを備え、各ポートに接続された周辺入出力デバイスに関するデータ転送を制御する。
【００１６】
図１では、ＩＣＨ２３にハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）２１およびＵＳＢポート２５だけが接続された状態を示している。さらにＩＣＨ２３にはＬＰＣバス２７を介して、電源装置１００およびフラッシュＲＯＭ２９が接続されている。フラッシュＲＯＭ２９は不揮発性で記憶内容の電気的な書き替えが可能なメモリであり、入出力デバイスを制御するためのデバイス・ドライバ、ＡＣＰＩ（Advanced Configuration and Power Interface）の規格に適合し電源および筐体内の温度を管理するシステムＢＩＯＳ、およびノートＰＣ１０の起動時にハードウエアの試験や初期化を行うＰＯＳＴ（Power-On Self Test）などを格納する。
【００１７】
図２は電源装置１００の構成を示す機能ブロック図である。電源装置１００は、ノートＰＣ１０の一部の要素と、交流電圧を直流電圧に変換してノートＰＣ１０に電力を供給するＡＣアダプタ２００と、ノートＰＣ１０の筐体に装着される電池パック３００で構成されている。ＡＣアダプタ２００はノートＰＣ１０に接続するタイプであるが、ノートＰＣ１０の内部に組み込むタイプであってもよい。電池パック３００は、米国インテル社および米国デュラセル社によって提唱されたスマート・バッテリ・システム（Smart Battery System、以下、ＳＢＳという。）と呼ばれる規格に準拠したバッテリ装置である。同規格に準拠した電池パックは、インテリジェント電池とも呼ばれる。
【００１８】
電池パック３００にはハウジング内に主要な構成部品として３本のリチウム・イオン電池セルが直列に接続された電池セット３１１、センス抵抗３０９、放電制御用ＦＥＴ３０７、充電制御用ＦＥＴ３０５、ＡＦＥ（アナログ・フロント・エンド）３０３、ＭＰＵ（マイクロ・プロセッシング・ユニット）３０１、およびサーミスタ３１３が設けられている。電池パック３００とノートＰＣ１０との間は、＋端子、Ｃ端子、Ｄ端子、Ｔ端子、および−端子の５つの端子で接続されている。電池セット３１１からの放電電流および電池セット３１１に対する充電電流は、＋端子および−端子を経由した充放電回路を通じてノートＰＣ１０との間を流れる。Ｃ端子とＤ端子はそれぞれＭＰＵ３０１のクロック端子およびデータ端子に接続され、Ｔ端子は電池パック３００内部の温度を測定するサーミスタ３１３に接続される。
【００１９】
ＡＦＥ３０３とＭＰＵ３０１は相互にデータ交換を行うことができる。ＡＦＥ３０３は、電池セルのそれぞれのセル電圧を取得するアナログ入力端子、およびセンス抵抗３０９の両端の電圧を取得するアナログ入力端子を備える半導体集積回路である。ＡＦＥ３０３はさらに放電制御用ＦＥＴ３０７および充電制御用ＦＥＴ３０５をオン・オフ制御する信号を出力するアナログ出力端子を備える。ＡＦＥ３０３は、セル電圧を測定しディジタル値に変換してＭＰＵ３０１に送る。ＡＦＥ３０３はまた、センス抵抗３０９が検出した電圧から電池セット３１１に流れる充電電流および放電電流を測定してディジタル値に変換しＭＰＵ３０１に送る。
【００２０】
ＭＰＵ３０１は、８〜１６ビット程度のＣＰＵの他に、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュ・メモリ、およびタイマなどを１個のパッケージの中に備えた半導体集積回路である。ＭＰＵ３０１は、ＡＦＥ３０３から受け取った電圧および電流に基づいて充電量や放電量を監視し電池セット３１１の残容量を計算する。ＭＰＵ３０１はまた、過電流保護機能、過電圧保護機能（過充電保護機能ともいう。）、および低電圧保護機能（過放電保護機能ともいう。）を備え、ＡＦＥ３０３から受け取った電圧値や電流値から電池パック３００に異常を検出した場合に、ＡＦＥ３０３を通じて放電制御用ＦＥＴ３０７および充電制御用ＦＥＴ３０５またはそのいずれかをオフにして保護する。過電流保護機能、過電圧保護機能、および低電圧保護機能はＭＰＵ３０１で実行されるプログラムで構成される。ＭＰＵ３０１は、電池セット３１１に適した充電電流および充電電圧の設定値、ＬＥＤ１２３、１２５を点灯制御する残容量値（％）、およびユーザにより設定された電池セット３１１の充電を開始する残容量値（％）をフラッシュ・メモリに格納する。
【００２１】
ＭＰＵ３０１からはクロック・ライン（ＣＬＯＣＫ）とデータ・ライン（ＤＡＴＡ）が、それぞれＣ端子とＤ端子を介してノートＰＣ１０側のエンベデッド・コントローラ（ＥＣ）１０１に接続され、ＭＰＵ３０１とＥＣ１０１との間での通信が可能になっている。ＳＢＳの規格ではＭＰＵ３０１とＥＣ１０１との間の通信には、Ｉ２ＣバスをベースにしたＳＭバス（System Management Bus）のインターフェースが採用されている。ＭＰＵ３０１は、電池セット３１１の残容量を監視した結果充電が必要だと判断したときにＥＣ１０１に対して充電要求をする。リチウム・イオン電池は、充電量が少ない状態が継続させた方が寿命を長くすることができるので、ユーザは、充電開始を開始するときの満充電容量に対する残容量の割合をたとえば９０％のように設定することができる。
【００２２】
フラッシュ・メモリに格納されたデータを参照してＭＰＵ３０１が電池セット３１１に充電が必要だと判断したときは、レジスタに充電器１０３に設定する充電電流および充電電圧の設定値を設定する。ＥＣ１０１は、ＳＭバスのマスタ・デバイスとなって２秒といった定期的な頻度でレジスタの内容を読み取る。ＥＣ１０１は設定値を読み取ったときは充電器１０３にセットして充電器１０３に動作を開始させる。ＭＰＵ３０１は、充電器に設定する電流または電圧の設定値をゼロに指定することで、充電器１０３の動作を停止させることができる。ＭＰＵ３０１は、フラッシュ・メモリに格納されたデータを参照して電池セット３１１の残容量の状態を示す制御値をレジスタに設定し、その制御値を読み取ったＥＣ１０１はＬＥＤ１２３、１２５の表示を制御する。
【００２３】
ＭＰＵ３０１はたとえば、残容量の状態が充電を開始するために設定した所定値以上のときにＬＥＤ１２３を点灯する制御値をレジスタに設定し、残容量の状態が所定値以下のときにＬＥＤ１２５を点灯する制御値をレジスタに設定する。ＭＰＵ３０１は、電池セット１１１の充電が必要だと判断したとき、またはＬＥＤ１２３またはＬＥＤ１２５のいずれかを点灯する必要があると判断したときにＴ端子を通じてＰＭＣ１５０にウエイク信号を出力する。
【００２４】
サーミスタ３１３が接続された共用の信号線は、所定の電圧にプルアップされている。サーミスタ３１３は、電池パック３００の回路基板に取り付けられており、筐体内部の温度の変化に応じて抵抗が変化する。ＥＣ１０１は、サーミスタ３１３が接続された信号線の電圧に基づいてノートＰＣ１０に電池パック３００が装着されたことを検出したり、筐体内部の温度が既定値を外れたときに充電を停止したりすることができる。電池パック３００には、充電時の安全を確保するために電池セット３１１の表面の温度を直接測定する温度検出素子を別に設けることもある。その場合は、サーミスタに代えて検出抵抗を設けることで、ＥＣ１０１は電池パック３００の装着を検出することができる。なお、充電されていない間は電池パック３００の内部のデバイスに対する電力は電池セット３１１から供給される。
【００２５】
つぎに、ノートＰＣ１０の電源装置１００を構成する要素について説明する。電源装置１００は、ＥＣ１０１、充電器１０３、パワー・マネジメント・コントローラ（ＰＭＣ）１５０およびＤＣ−ＤＣコンバータ１１３〜１１９などで構成されている。ＥＣ１０１は、８〜１６ビットのＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどで構成されたマイクロ・コンピュータであり、さらに複数チャネルのＡ／Ｄ入力端子、Ｄ／Ａ出力端子、タイマ、およびディジタル入出力端子を備えている。ＥＣ１０１は、ノートＰＣ１０の内部の温度や電力の管理にかかるプログラムをＣＰＵ１１とは独立して実行することができる。ＥＣ１０１は、ＭＰＵ３０１とＣ端子、Ｄ端子、およびＴ端子で接続され、電池セット３１１の残容量、充電器１０３に設定する設定値、およびＬＥＤの表示を制御する制御値などをＭＰＵ３０１との通信によって取得することができる。
【００２６】
ＥＣ１０１は、ＭＰＵ３０１と通信する際にバスマスタとなって定期的にＭＰＵ３０１のレジスタに設定されたデータを読み取る。ノートＰＣ１０が電池パック３００が供給する電力で動作（パワーオン状態）するときは、ＥＣ１０１は定期的にＭＰＵ３０１のレジスタを参照して残容量の状態を取得しＬＣＤ１９に表示する。ノートＰＣ１０がＡＣアダプタ２００が供給する電力で動作（パワーオン状態）するときは、ＥＣ１０１は定期的にＭＰＵ３０１のレジスタを参照して残容量の状態を取得し、必要に応じて充電器１０３を動作させる。これまでは、ノートＰＣ１０がパワーオフ状態でＡＣアダプタ２００が接続されているときは、電池セット３１１を充電する必要があるため＃２ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５およびＥＣ１０１を動作させていたため、待機電力が増大していた。以下に説明するように本実施の形態ではＭＰＵ３０１が充電が必要だと判断したとき、またはＬＥＤ１２３、１２５の点灯制御が必要だと判断したときだけ＃２ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５およびＥＣ１０１を動作させることで待機電力を低減する。
【００２７】
ＥＣ１０１は、ＬＰＣバス２７に接続されＣＰＵ１１と通信することができる。ノートＰＣの電源状態が遷移する場合は、ＣＰＵ１１で実行されるオペレーティング・システム（ＯＳ）やＢＩＯＳがＥＣ１０１にＤＣ／ＤＣコンバータの制御の指示をする。ＥＣ１０１は、設定値を設定する設定ライン（ＳＥＴ）と、動作の開始および停止を制御するイネーブル・ライン（ＥＮ）で充電器１０３と接続され、充電器１０３の動作を制御することができる。ＥＣ１０１は、ＰＭＣ１５０とＳＰＩ（System Packet Interface）ラインとリセット・ライン（ＲＳＴ）で接続されておりＰＭＣ１５０を制御することができる。ＥＣ１０１は、キーボード・コントローラの機能も備えており図示しないキーボードが接続される。
【００２８】
ＰＭＣ１５０は、ウエイク・スイッチ１０９、電圧検出回路１０５、ＬＥＤ１２１〜１２５、およびパワー・スイッチ１２７に接続されＥＣ１０１からの指示に基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ１１５、１１７、１１９の動作を制御する半導体集積回路である。ＰＭＣ１５０はさらにＤＣ／ＤＣコンバータ１１５、１１７、１１９とイネーブル・ライン（ＥＮ）を通じて接続されている。＃２ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５に対するイネーブル・ライン（ＥＮ）は、インバータ１１１にも接続されている。インバータ１１１は、入力された信号の論理を反転させる論理素子である。ＰＭＣ１５０の構成については図４を参照して後に詳しく説明する。
【００２９】
電圧検出回路１０５は、ノートＰＣ１０に接続されたＡＣアダプタ２００の出力電圧を検出して電圧検出信号をＰＭＣ１５０に送る。なお、本明細書においては、ＡＣアダプタ２００がノートＰＣ１０に接続されたと記載したときは、ＡＣアダプタ２００の出力電圧がノートＰＣ１０に印加されていることを意味するものとする。ウエイク・スイッチ１０９は、電池パック３００のＴ端子とＰＭＣ１５０の間に接続され、インバータ１１１の出力でオン／オフ制御される。ウエイク・スイッチ１０９はインバータ１１１でオン状態にされたときにウエイク信号をＰＭＣ１５０に送ることができる。ウエイク・スイッチ１０９がインバータ１１１の出力でオフ状態にされたときは、ＥＣ１０１がＰＭＣ１５０の影響を受けることなく、サーミスタ３１３の抵抗値の変化を反映した共用の信号線の電位を検知することができる。ＬＥＤ１２１、１２３、１２５はノートＰＣ１０の筐体に取り付けられている。ＬＥＤ１２１はＡＣアダプタ１００がノートＰＣ１０に接続されているときに点灯する。ＬＥＤ１２３は電池セット３１１の残容量が所定値以上のときに点灯し、ＬＥＤ１２５は電池セット３１１の残容量が所定値以下のときに点灯する。
【００３０】
パワー・スイッチ１２７はノートＰＣ１０の筐体に取り付けられ、ノートＰＣ１０がパワーオフ状態のときに押下することでＤＣ／ＤＣコンバータ１１５、１１７、１１９を動作させパワーオン状態にすることができる。充電器１０３は、ＡＣアダプタ２００の出力電圧をスイッチング制御して電池パック３００の＋端子に出力し、定電流定電圧方式（ＣＣ−ＣＶ：Constant Current Constant Voltage）で電池セット３１１を充電する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１１３、１１５、１１７、１１９は、ＡＣアダプタ２００または電池パック３００から供給される直流電圧を、ノートＰＣ１０を動作させるために必要な複数の電圧に変換するレギュレータで、さらにパワー・ステートに応じて定義された電力供給区分に基づいて各々のデバイスに電力を供給する。＃１ＤＣ／ＤＣコンバータ１１３はシリーズ・レギュレータで、＃２ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５、＃３ＤＣ／ＤＣコンバータ１１７、および＃４ＤＣ／ＤＣコンバータ１１９はスイッチング・レギュレータである。
【００３１】
ノートＰＣ１０は、ＡＣＰＩ（Advanced Configuration and Power Interface）の省電力機能およびプラグ・アンド・プレイ方式に対応している。ＡＣＰＩでは、Ｓ１〜Ｓ５の５つのスリーピング・ステートを定義している。図３にはノートＰＣ１０の電源状態に応じたＤＣ／ＤＣコンバータ１１３、１１５、１１７、１１９の動作状態、およびそれらが電力を供給している主なデバイスを示している。ノートＰＣ１０では、Ｓ０ステート、Ｓ３ステート、およびＳ４ステートだけが定義されており、Ｓ１ステートおよびＳ２ステートではＳ３ステートと同様の範囲のデバイスに電力を供給し、Ｓ５ステートではＳ４ステートと同様の範囲のデバイスに電力を供給する。Ｓ０ステートはパワーオン状態でＡＣアダプタ２００が接続されている場合と接続されていない場合の両方を含む。
【００３２】
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３ステートは、起動までの時間を短縮したステートでＡＣアダプタが接続されている場合と接続されていない場合の両方を含む。Ｓ１ステートでは、システム・コンテキストが維持される。Ｓ２ステートはＣＰＵ１１およびシステム・キャッシュのコンテキストが消失する以外はＳ１ステートと同じである。Ｓ３ステートはＳ２ステートに加えてＭＣＨ１３およびＩＣＨ２３のコンテキストが消失するが、メイン・メモリ１５の記憶は保持される。Ｓ３ステートはいわゆるサスペンドまたはsuspend to RAMといわれ、ノートＰＣ１０は、メイン・メモリ１５、ＩＣＨ２３、ＥＣ１０１、ＭＣＨ１３、およびＰＭＣ１５０以外のデバイスに対する電源をオフにする。
【００３３】
Ｓ４ステートはＡＣＰＩでサポートされる中で最も起動までの時間が長いステートでいわゆるsuspend to diskまたはハイバネーションといわれる。ノートＰＣ１０は、Ｓ０ステートからＳ４ステートに遷移する際には、ＯＳがＨＤＤ２１にノートＰＣ１０の直前のコンテキストを格納する。Ｓ５ステートはいわゆるソフト・オフといわれ、ＯＳがコンテキストをＨＤＤ２１に格納しない点を除いて電源の供給範囲はＳ４ステートと同じである。ノートＰＣ１０はＳ０ステートからＳ４ステートまたはＳ５ステートに遷移するときは、ＡＣアダプタが接続されていないときにはＰＭＣ１５０以外のデバイスに対する電力を停止し、ＡＣアダプタ２００が接続されているときはＰＭＣ１５０に電力を供給するとともにＭＰＵ３０１が生成したウエイク信号に基づいてＥＣ１０１に供給する電力を制御する。
【００３４】
つぎに、電源状態についてＤＣ／ＤＣコンバータの動作の視点から説明する。＃１ＤＣ／ＤＣコンバータ１１３はＰＭＣ１５０に電力を供給し、ノートＰＣ１０がＡＣアダプタ２００または電池パック３００から電力の供給を受けるときにすべての電源状態で動作する。＃２ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５はＥＣ１０１に電力を供給しＳ３、Ｓ２、Ｓ１、Ｓ０ステートではＡＣアダプタ２００の接続の有無にかかわらず動作する。＃２ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５は、Ｓ４またはＳ５ステートではＡＣアダプタ２００が接続されたときはウエイク信号に基づいて動作または停止し、ＡＣアダプタ２００が接続されていないときは停止する。
【００３５】
＃３ＤＣ／ＤＣコンバータ１１７は、メイン・メモリ１５、ＩＣＨ２３、およびＭＣＨ１３に電力を供給し、Ｓ３、Ｓ２、Ｓ１、Ｓ０ステートのときに動作し、それ以外の電源状態で停止する。＃４ＤＣ／ＤＣコンバータ１１９は、ＣＰＵ１１、ＨＤＤ２１、ＬＣＤ１９、およびＧＰＵ１７などに電力を供給し、Ｓ０ステートのときに動作しそれ以外の電源状態で停止する。ＥＣ１０１は、ＰＭＣ１５０を介してＤＣ／ＤＣコンバータ１１５、１１７、１１９を制御して、ノートＰＣ１０の電源状態に応じて定義されたデバイスに電力を供給することができる。
【００３６】
図４は、ＰＭＣ１５０の構成を示す機能ブロック図である。ＰＭＣ１５０は、ウエイク信号ラッチ回路１５１、パワーオン信号ラッチ回路１５３、ＯＲ回路１５５、パワーオン回路１６１、および電池状態ラッチ回路１５７、１５９で構成されている。ウエイク信号ラッチ回路１５１は、ウエイク・スイッチ１０９、ＥＣ１０１および電圧検出回路１０５に接続されている。ウエイク信号ラッチ回路１５１は電圧検出回路１０５から電圧検出信号を受け取っている間にＭＰＵ３０１から送られたウエイク信号をラッチしてＯＲ回路１５５に出力する。パワーオン信号ラッチ回路１５３は、パワー・スイッチ１２７およびＥＣ１０１に接続されている。パワーオン信号ラッチ回路１５３はパワー・スイッチ１２７から送られたパワーオン信号をラッチしてＯＲ回路１５５に出力する。
【００３７】
ＥＣ１０１は、ＳＰＩラインを通じてウエイク信号ラッチ回路１５１およびパワーオン信号ラッチ回路１５３のラッチ状態をモニターしている。ＥＣ１０１はまたリセット・ラインを通じてウエイク信号ラッチ回路１５１およびパワーオン信号ラッチ回路１５３のラッチを解除する。パワーオン回路１６１は、ＯＲ回路１５５から出力があったときにＥＣ１０１からのＳＰＩラインを通じた設定に基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ１１５、１１７、１１９にイネーブル信号を出力して動作させる。ＥＣ１０１は、ウエイク信号ラッチ回路１５１およびパワーオン信号ラッチ回路１５３の状態をモニターした結果、ウエイク信号ラッチ回路１５１がラッチ状態であると判断したときは、パワーオン回路１６１に＃２ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５だけにイネーブル信号を出力するように設定する。ＥＣ１０１は、パワーオン信号ラッチ回路１５３がラッチ状態であると判断したときは、パワーオン回路１６１にＤＣ／ＤＣコンバータ１１５、１１７、１１９にイネーブル信号を出力するように設定する。
【００３８】
電池状態ラッチ回路１５７は、ＥＣ１０１からＳＰＩラインを通じて電池セット３１１の残容量が所定値以上のときに受け取った信号をラッチしてＬＥＤ１２３を点灯する。電池状態ラッチ回路１５９は、ＳＰＩラインを通じてＥＣ１０１から電池セット３１１の残容量が所定値以下のときに受け取った信号をラッチしてＬＥＤ１２５を点灯する。ＬＥＤ１２１は電圧検出回路１０５の電圧検出信号により点灯する。
【００３９】
なお、図１、図２、図４は本実施の形態を説明するために、主要なハードウエアの構成および接続関係を簡素化して記載したものである。電池パック３００およびノートＰＣ１０を構成するためには多くのデバイスが使われるが、それらは当業者には周知であり本実施の形態の説明に必要がないので記載を省略する。なお、図で記載した複数のブロックを１個の集積回路としたり、逆に１個のブロックを複数の集積回路に分割して構成したりすることも、当業者が任意に選択することができる範囲においては本発明の範囲に含まれる。
【００４０】
つぎに、電源装置１００の動作を説明する。図５は、ノートＰＣ１０の待機電力を低減するための手順を示すフローチャートである。ブロック４０１では、ノートＰＣ１０にＡＣアダプタ２００が接続されノートＰＣ１０がパワーオン状態（Ｓ０ステート）で動作している。電圧検出回路１０５は電圧検出信号を出力しＬＥＤ１２１は点灯している。ＰＭＣ１５０はイネーブル信号を出力し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１３、１１５、１１７、１１９はすべて動作している。ブロック４０３では、キーボードまたはマウスを通じてユーザによりＳ０ステートからＳ３、Ｓ４、またはＳ５ステートへの移行操作が行われる。ＯＳはＥＣ１０１を通じて移行先の電源状態に適合するように選択したＤＣ／ＤＣコンバータだけを動作させる。ここでは、パワーオフ状態（Ｓ５ステート）に移行させるものとする。
【００４１】
ＯＳから移行先の電源状態の指示を受けたＥＣ１０１は、ＰＭＣ１５０のイネーブル・ラインをディスエーブルにして＃２ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５、＃３ＤＣ／ＤＣコンバータ１１７、および＃４ＤＣ／ＤＣコンバータ１１９を停止させる。したがって、この時点では＃１Ｄ／ＤＣコンバータ１１３だけが動作しておりノートＰＣ１０の待機電力は最低になっている。また、ＰＭＣ１０５の＃２ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５に対するイネーブル・ライン（ＥＮ）はディスエーブルに設定されているため、インバータ１１１の出力はオンになりウエイク・スイッチ１０９はオン状態になっている。しかし、ＥＣ１０１には＃２ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５から電力が供給されないため、ＥＣ１０１はＭＰＵ３０１と通信して充電の設定値を受け取って充電器１０３を動作させることができない。充電されない時間が長くなると電池セット３１１は自然放電およびＡＦＥ３０３およびＭＰＵ３０１の消費電力により残容量が低下する。あるいは、電池パック３００から電力を供給していた直後は残容量が低下した状態になっている。
【００４２】
ブロック４０５ではＭＰＵ３０１は電池セット３１１が充電の必要な残容量になったことを判断すると、ＳＭバスを通じてＥＣ１０１と通信をするレジスタに充電の設定値を書き込むとともに、Ｔ端子に接続された共用の信号線を通じてパルス状のウエイク信号を出力する。あるいはＭＰＵ３０１は、電池セット３１１の残量量がＬＥＤ１２３、１２５の点灯制御が必要な状態まで変化したと判断すると同様にレジスタに制御値を書き込んでさらにウエイク信号を出力する。ウエイク信号は電池セットの残容量がＥＣ１０１による何らかの処理が必要な値になったときに、停止中のＥＣ１０１に処理を要求するために、＃２ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５を動作させてＥＣ１０１との通信を可能にするための信号である。
【００４３】
ＭＰＵ３０１のＴ端子に接続されるポートは、ウエイク信号を出力しないときはハイ・インピーダンスになっている。ウエイク信号はＥＣ１０１が温度検出をするのと共用の信号線を通じてＰＭＣ１５０に送られる。電圧検出回路１０５が電圧検出信号を出力しているため、ブロック４０７でウエイク信号はウエイク信号ラッチ回路１５１でラッチされＯＲ回路１５５を通じてパワーオン回路１６１に出力される。ＥＣ１０１は、ＳＰＩラインを通じてウエイク信号ラッチ回路１５１がウエイク信号をラッチしたことをモニターして、ブロック４０９でパワーオン回路１６１に対して＃２ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５に対してイネーブル信号を送るようにパワーオン回路１６１を設定する。
【００４４】
ブロック４１１では、＃２ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５が動作を開始するとともに、ウエイク・スイッチ１０９がオフ状態になるが、ウエイク信号のＯＲ回路からの出力はウエイク信号ラッチ回路１５１により継続する。ブロック４１３では、＃２ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５から電力が供給されたＥＣ１０１が動作を開始する。ブロック４１５でＥＣ１０１はＴ端子を通じてサーミスタ３１３の抵抗値に応じた電圧値を検出しノートＰＣ１０に電池パック３００が装着されているか否かを判断する。ブロック４０５でＭＰＵ３０１によりウエイク信号が出力されたことは電池パック３００がノートＰＣ１０に装着されていることを意味するが、その後離脱したり共用の信号線から所定の電圧を検出できなかったりした場合はブロック４０５に戻る。
【００４５】
ブロック４１７ではＥＣ１０１がバスマスタとなって、２秒間といった定期的な間隔でＭＰＵ３０１のレジスタを読み取る。ブロック４１９ではＥＣ１０１が、ＭＰＵ３０１のレジスタに充電のための設定値が書き込まれていると判断したときは、ブロック４２１に移行してＥＣ１０１は充電の処理をする。ＥＣ１０１が、ＭＰＵ３０１のレジスタにＬＥＤ１２３、１２５の点灯制御のための制御値が書き込まれていると判断したときはブロック４３１に移行して、ＥＣ１０１はＰＭＣ１５０を制御してＬＥＤ１２３またはＬＥＤ１２５を点灯または消灯させる。ＬＥＤ１２５、１２３は、電池状態ラッチ回路１５７、１５９がＥＣ１０１によりリセットされるまで点灯を続ける。リセットは、ＥＣ１０１がＭＰＵ３０１からリセットを示す制御値を受け取ったときに行われる。
【００４６】
ブロック４２１では、ＥＣ１０１がＭＰＵ３０１から受け取った設定値を充電器１０３に設定し、充電器１０３をイネーブルにすると充電器１０３は電池セット３１１の充電を開始する。ブロック４２３でＭＰＵ３０１が電池セット３１１の充電が完了したと判断したときはＥＣ１０１に通知し、ブロック４２５でＥＣ１０１は充電器１０３をディスエーブルに設定する。ブロック４２７でＥＣ１０１は、ウエイク信号ラッチ回路１５１をリセットするとＯＲ回路１５５から出力されていたウエイク信号が停止し、ブロック４２９で＃２ＥＣ／ＤＣコンバータ１１５が動作を停止し、ウエイク・スイッチ１０９がオンになってブロック４０５に戻る。
【００４７】
以上の手順によれば、ノートＰＣ１０にＡＣアダプタ２００が接続されているときに、＃２ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５は充電またはＬＥＤの点灯制御に必要なとき以外は停止することができるので、待機電力を軽減することができる。ブロック４０５において、パワー・スイッチ１２７が押下されたときは、ＥＣ１０１はパワーオン信号ラッチ回路１５３のラッチ状態をモニターしてパワーオン回路１６１にＤＣ／ＤＣコンバータ１１５、１１７、１１９に対してイネーブル信号を出力するように設定する。また、電圧検出回路１０５が電圧を検出しないときは、ウエイク信号ラッチ回路１５１はウエイク信号を受け取ってもラッチしないので、ＯＲ回路１５５にはウエイク信号は出力されず、＃２ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５は動作しない。
【００４８】
図６は、本実施の形態にかかる電源装置の他の例を示す機能ブロック図である。電源装置５００が電源装置１００と異なるのは、ＭＰＵ３０１からＰＭＣ１５０にウエイク信号が送られる信号線の構成だけである。電源装置５００では、ＭＰＵ３０１とＰＭＣ１５０との間にＷ端子を経由した専用の信号線が設けられている。そして、専用の信号線はサーミスタ３１３が接続される信号線からは独立しているため、電源装置１００に設けたようなウエイク・スイッチ１０９は必要がない。電源装置５００の動作は、ウエイク・スイッチ１０９の動作がなくなることを除いて電源装置１００の動作と同じである。
【００４９】
これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることはいうまでもないことである。
【符号の説明】
【００５０】
１０…ノートＰＣ
１００…電源装置
２００…ＡＣアダプタ
３００…電池パック
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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