(57)【要約】【課題】  電子デバイスのためのDC電源と複数のバッテリーとの間を選択するように構成されたセレクタ回路を提供すること。【解決手段】  セレクタ回路は、関連した電力管理部からの出力信号に応答する。さらに、前記セレクタ回路は、２つ以上のバッテリーのへ並列動作を許可するように構成される。さらに、セレクタ回路は、独立して電力状態の検証を行うとともに、電力供給安全及びバッテリー寿命を向上させるために、ある例において前記PMUからの命令を無効にすることができる。セレクタ回路を有する電力供給ブロック及び前記電力供給ブロックを有する電子デバイスがまた提供される。前記セレクタ回路は１つの集積回路上で充電回路と統合されることができる。【選択図】  図１
2004248494.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子デバイスに対するDC電源と複数のバッテリーとの間を選択するように構成されたセレクタ回路のためのコントローラであって、
前記DC電源と前記複数のバッテリーとの間の選択を制御するセレクタ出力信号を供給するように構成されたセレクタ出力回路を備え、
前記セレクタ出力回路は、電力管理ルーチンを実行するように構成されたPMUからの電力管理部(PMU)出力信号に応答して、前記セレクタ出力信号を供給することを特徴とするコントローラ。
【請求項２】
前記セレクタ出力回路は、第１および第２バッテリーの所望の並列動作を示す前記PMU出力信号に応答して、前記複数のバッテリーのうち少なくとも前記第１バッテリー及び第２バッテリーの並列動作を選択するセレクタ出力信号を供給することを特徴とする請求項１に記載のコントローラ。
【請求項３】
前記コントローラは、
前記第１バッテリーの第１電圧レベルと、前記第２バッテリーの第２電圧レベルとを比較するとともに、バッテリー電圧比較信号を供給するように構成されたバッテリー電圧比較器を備え、
前記バッテリー電圧比較信号が前記第２電圧レベルの所定電圧限度内にある前記第１電圧レベルを表している場合、前記セレクタ出力回路は、前記所望の並列動作を選択するために、前記バッテリー電圧比較信号に応答してセレクタ出力信号を供給することを特徴とする請求項２に記載のコントローラ。
【請求項４】
前記バッテリー電圧比較信号が前記第２電圧レベルの所定電圧限度外にある前記第１電圧レベルを表している場合、前記セレクタ出力回路は、前記第１バッテリーまたは前記第２バッテリーのどちらかを選択するセレクタ出力信号を供給し、それにより、前記所望の並列動作を示す前記PMU出力信号を無効にすることを特徴とする請求項２に記載のコントローラ。
【請求項５】
前記第１及び第２バッテリーは、再充電可能なバッテリーであり、
前記バッテリー電圧比較信号は、前記第１電圧レベル及び前記第２電圧レベルのうちのいずれかが最低であるかをさらに示し、
前記セレクタ出力回路は、前記DC電源が存在する場合、再充電のために前記最低電圧レベルを持った前記第１または第２バッテリーを選択するセレクタ出力信号を供給することを特徴とする請求項４に記載のコントローラ。
【請求項６】
前記バッテリー電圧比較信号は、前記第１電圧レベル及び第２電圧レベルのうちのいずれかが最高であるかをさらに示し、
前記セレクタ出力回路は、前記DC電源が存在しない場合、放電のために前記最高電圧レベルを持った前記第１または第２バッテリーを選択するセレクタ出力信号を供給することを特徴とする請求項４に記載のコントローラ。
【請求項７】
第１比較器をさらに備え、
前記第１比較器は、前記DC電源の電圧レベルを表す第１信号と、第１閾値レベルとを比較するとともに、前記第１信号と前記第１閾値レベルとの間の差を表すDC電源イネーブル信号を供給するように構成され、
前記DC電源イネーブル信号が、前記DC電源の前記電圧レベルが前記第１閾値レベルよりも大きいことを示す場合、前記セレクタ出力回路は、前記DC電源を選択するとともに、前記複数のバッテリーの接続を切るためにセレクタ出力信号を供給することを特徴とする請求項１に記載のコントローラ。
【請求項８】
前記PMU出力信号は、前記複数のバッテリーのうち少なくとも１つの所望の選択を表し、
前記DC電源イネーブル信号が、前記DC電源の前記電圧レベルが前記第１閾値レベルよりも大きいことを示す場合、前記セレクタ出力回路は、前記DC電源を選択するとともに、前記複数のバッテリーの接続を切るためにセレクタ出力信号を供給し、それにより、前記PMU出力信号を無効にすることを特徴とする請求項１に記載のコントローラ。
【請求項９】
前記コントローラは、電力危機回路を備え、
前記電力危機回路は、前記PMU出力信号に基づく入力信号を受け取るとともに、電力危機状態の検出に対してダイオードモード信号を供給するように構成され、
それにより、前記DC電源及び前記複数の各バッテリーが関連したダイオードに直列に連結されることによって、前記電源の残りよりも高い電圧レベルを持ったただ１つの前記DC電源または前記複数のバッテリーが前記電子システムに供給できるように、前記セレクタ出力回路は、前記ダイオードモード信号に応答して前記各DC電源及び前記複数の各バッテリーを選択することを特徴とする請求項１に記載のコントローラ。
【請求項１０】
最小電圧閾値レベル未満である前記電子デバイスの電圧レベルを表すシステム確認信号は、１つの前記電力危機状態を表していることを特徴とする請求項９に記載のコントローラ。
【請求項１１】
前記セレクタ出力回路は、前記電力危機状態の検出に対して警告信号を供給することを特徴とする請求項９に記載のコントローラ。
【請求項１２】
DC電源及び複数の再充電可能なバッテリーから電子デバイスへの電力をモニタリングし、供給するとともに、前記DC電源から前記複数の再充電可能なバッテリーを再充電するための電力供給ブロックであって、
前記電力供給ブロックは、
前記DC電源から前記複数の再充電可能なバッテリーの充電を制御するように構成された充電回路と、
電力管理ルーチンを実行するように構成されたPMUからの電力管理部(PMU)出力信号に応答して、前記DC電源及び前記複数のバッテリーのうち少なくとも１つを選択するように構成されたセレクタ回路とを備えることを特徴とする電力供給ブロック。
【請求項１３】
前記充電回路及び前記セレクタ回路は、１つの集積回路上に統合されることを特徴とする請求項１２に記載の電力供給ブロック。
【請求項１４】
１つ以上の複数の再充電可能なバッテリーまたはDC電源によって電力を供給される電子デバイスであって、
前記電子デバイスは、
電力管理ルーチンを実行するように構成された電力管理部と、
前記複数の再充電可能なバッテリーの充電を制御するように構成された充電回路と、
前記PMUからの電力管理部(PMU)出力信号に応答して、前記DC電源及び前記複数のバッテリーのうち少なくとも１つを選択するように構成されたセレクタ回路とを備えることを特徴とする電子デバイス。
【請求項１５】
前記充電回路及び前記セレクタ回路は、１つの集積回路上に統合されることを特徴とする請求項１４に記載の電子デバイス。
【請求項１６】
セレクタ回路は、第１及び第２バッテリーの所望の並列動作を示す前記PMU出力信号に応答して、前記複数の再充電可能なバッテリーの少なくとも第１バッテリー及び第２バッテリーの並列動作を選択するセレクタ出力信号を供給するように構成されたセレクタ出力回路を備えることを特徴とする請求項１４に記載の電子デバイス。
【請求項１７】
前記セレクタ出力回路は、
前記第１バッテリーの第１電圧レベルと、前記第２バッテリーの第２電圧レベルとを比較するとともに、バッテリー電圧比較信号を供給するように構成されたバッテリー電圧比較器を備え、
前記バッテリー電圧比較信号が前記第２電圧レベルの所定電圧限度内にある前記第１電圧レベルを表している場合、前記セレクタ出力回路は、前記所望の並列動作を選択するために、前記バッテリー電圧比較信号に応答してセレクタ出力信号を供給することを特徴とする請求項１６に記載の電子デバイス。
【請求項１８】
前記バッテリー電圧比較信号が前記第２電圧レベルの所定電圧限度外にある前記第１電圧レベルを表している場合、前記セレクタ出力回路は、前記第１バッテリーまたは前記第２バッテリーのどちらかを選択するセレクタ出力信号を供給し、それにより、前記所望の並列動作を示す前記PMU出力信号を無効にすることを特徴とする請求項１６に記載の電子デバイス。
【請求項１９】
前記バッテリー電圧比較信号は、前記第１電圧レベル及び前記第２電圧レベルのうちのいずれが最低であるかをさらに示し、
前記セレクタ出力回路は、前記DC電源が存在する場合、再充電のために前記最低電圧レベルを持った前記第１または第２バッテリーを選択するセレクタ出力信号を供給することを特徴とする請求項１８に記載の電子デバイス。
【請求項２０】
前記バッテリー電圧比較信号は、前記第１電圧レベル及び前記第２電圧レベルのうちのいずれかが最高であるかをさらに示し、
前記セレクタ出力回路は、前記DC電源が存在しない場合、放電のために前記最高電圧レベルを持った前記第１または第２バッテリーを選択するセレクタ出力信号を供給することを特徴とする請求項１８に記載の電子デバイス。
【請求項２１】
前記セレクタ回路は、第１比較器をさらに備え、
前記第１比較器は、前記DC電源の電圧レベルを表す第１信号と、第１閾値レベルとを比較するとともに、前記第１信号と前記第１閾値レベルとの間の差を表すDC電源イネーブル信号を供給するように構成され、
前記DC電源イネーブル信号が、前記DC電源の前記電圧レベルが前記第１閾値レベルよりも大きいことを示す場合、前記セレクタ出力回路は、前記DC電源を選択するとともに、前記複数のバッテリーの接続を切るためにセレクタ出力信号を供給することを特徴とする請求項１４に記載の電子デバイス。
【請求項２２】
前記PMU出力信号は、前記複数のバッテリーのうち少なくとも１つの所望の選択を表し、
前記DC電源イネーブル信号が、前記DC電源の前記電圧レベルが前記第１閾値レベルよりも大きいことを示す場合、前記セレクタ出力回路は、前記DC電源を選択するとともに、前記複数のバッテリーの接続を切るためにセレクタ出力信号を供給し、それにより、前記PMU出力信号を無効にすることを特徴とする請求項１４に記載の電子デバイス。
【請求項２３】
前記セレクタ回路は、電力危機回路を備え、
前記電力危機回路は、前記PMU出力信号に基づく入力信号を受け取るとともに、電力危機状態の検出に対してダイオードモード信号を供給するように構成され、
それにより、前記DC電源及び前記複数の各バッテリーが関連したダイオードに連続して連結されるような前記各DC電源及び前記複数の各バッテリーを選択するために前記ダイオードモード信号に応答する前記セレクタ出力回路は、前記電源の残りよりも高い電圧レベルを持ったただ１つの前記DC電源または前記複数のバッテリーを前記電子システムに供給することを許可することを特徴とする請求項１４に記載の電子デバイス。
【請求項２４】
最小電圧閾値レベル未満である前記電子デバイスの電圧レベルを表すシステム確認信号は、１つの前記電力危機状態を表していることを特徴とする請求項２３に記載の電子デバイス。
【請求項２５】
前記セレクタ出力回路は、前記電力危機状態の検出に対して警告信号を供給することを特徴とする請求項２３に記載の電子デバイス。
【請求項２６】
電子デバイスに対するDC電源と複数のバッテリーとの間を選択するように構成されたセレクタ回路のためのコントローラであって、
前記DC電源の前記電圧レベルを表す第１信号と、第１閾値レベルとを比較するとともに、前記第１信号と前記第１閾値レベルとの間の差を表すDC電源イネーブル信号を供給するように構成された第１比較器と、
前記DC電源の電圧レベルを表す前記第１信号と、第２閾値レベルとを比較するとともに、前記第１信号と前記第２閾値レベルとの間の差を表す充電可能閾値信号を供給するように構成された第２比較器と、
前記電子デバイスの電圧レベルを表す第３信号と、第３閾値レベルとを比較するとともに、前記第３信号と前記第３閾値レベルとの間の差を表す第３信号を供給するように構成された第３比較器と、
第１バッテリーの第１電圧レベルと、第２バッテリーの第２電圧レベルとを比較するとともに、前記第１バッテリーの前記第１電圧レベルと前記第２バッテリーの前記第２電圧レベルとの間の差を表す第４信号を供給するように構成された第４比較器と、
前記第４信号を受信するとともに、前記第４信号に応答して並列バッテリー使用イネーブル信号を供給するように構成された並列バッテリー使用イネーブル回路と、
前記第２信号を受け取るとともに、前記第２信号に応答して充電イネーブル信号を供給するように構成された充電イネーブル回路と、
少なくとも前記第３信号と、前記並列バッテリー使用イネーブル信号と、前記DC電源イネーブル信号とを受け取るように構成されるとともに、ダイオードモード信号を供給するように構成された電力危機回路と、
前記DC電源と前記複数のバッテリーとの間の選択を制御するセレクタ出力信号を供給するように構成されたセレクタ出力回路とを備え、
前記セレクタ出力回路は、PMUからの電力管理部(PMU)出力信号と、前記充電可能限界信号と、前記ダイオードモード信号と、前記並列バッテリー使用イネーブル信号と、前記DC電源イネーブル信号とに応答して前記セレクタ出力信号を供給することを特徴とするコントローラ。
【請求項２７】
電力管理ルーチンを実行するように構成された電力管理部(PMU)からの出力信号に応答して、電子デバイスのための複数の電源のうち少なくとも１つを選択するように構成されたことを特徴とするセレクタ回路。
【請求項２８】
前記複数の電源は、DC電源及び複数のバッテリーを備えることを特徴とする請求項２７に記載のセレクタ回路。
【請求項２９】
前記PMUからの前記出力信号は、前記複数のバッテリーの少なくとも第１バッテリー及び第２バッテリーの所望の並列動作を表し、
前記セレクタ回路は、前記出力信号に応答して前記並列動作に対して第１バッテリー及び第２バッテリーを選択するようにさらに構成されることを特徴とする請求項２７に記載のセレクタ回路。
【請求項３０】
並列バッテリーの安全な動作を確保する方法であって、
少なくとも第１バッテリー及び第２バッテリーの所望の並列使用を表す関連した電力管理部から制御信号を受信する段階と、
前記第１バッテリーの第１電圧レベルと、前記第２バッテリーの第２電圧レベルとの間の差を決定する段階と、
前記差を差閾値レベルと比較する段階と、
前記差が前記差閾値レベルより大きいものである場合、ただ１つの前記第１バッテリーまたは前記第２バッテリーの動作を許可することによって関連した電力管理部からの前記制御信号を無効にする段階と
を備えることを特徴とする方法。
【請求項３１】
前記第１バッテリーからの前記第１電圧レベルまたは前記第２バッテリーからの前記第２電圧レベルのどちらが最低であるかを決定する段階をさらに備えることを特徴とする請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記第１及び第２バッテリーは、再充電可能なバッテリーであり、
前記最低電圧レベルを有する前記第１バッテリーまたは第２バッテリーを充電する段階をさらに備えることを特徴とする請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記第１バッテリーからの前記第１電圧レベルまたは前記第２バッテリーからの前記第２電圧レベルのどちらが最高であるかを決定する段階をさらに備えることを特徴とする請求項３０に記載の方法。
【請求項３４】
前記最高電圧レベルを有する前記第１バッテリーまたは前記第２バッテリーを放電する段階をさらに備えることを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セレクタ(selector)回路に関し、さらに詳しくは、複数のバッテリーシステムとともに使用するためのセレクタ回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、セレクタ回路は、種々の電子デバイスのための電源ブロックで利用される。そのようなセレクタ回路は、一般に、DC電源、例えば、AC/DCアダプタと、再充電可能なバッテリーとの間で選択されるように設けられている。そのようなセレクタ回路は、並列動作のために２つ以上のバッテリーを選択させるようには設計されていない。さらに、ラップトップコンピュータのような種々の電子デバイスでは、そのようなセレクタ回路は、一般的に特定のプロトコルに従ったシステム管理バス(SMBus)を介して通信される制御信号によって制御される。さらに、一般的に、そのようなセレクタ回路は、電力危機状態の前記電源ブロック内の他のコンポーネント(components)を独立して確認したり(ascertain)、補正したり(correct)、かつ、通知(notify)することができない。さらに、そのようなセレクタ回路は、関連した主電力管理部からの制御信号を受け取るようには構成されていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従って、従来技術での上記問題を克服するために、技術的にセレクタ回路が必要となってきている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明によるセレクタ回路のためのコントローラは、DC電源と電子デバイス用の複数のバッテリーとの間を選択するように構成される。前記コントローラは、前記DC電源と前記複数のバッテリーとの間の選択を制御するセレクタ出力信号を供給するように構成されたセレクタ出力回路を含んでいる。前記セレクタ出力回路は、電力管理ルーチンを実行するように構成された PMUからの電力管理部(PMU)出力信号への応答としてセレクタ出力信号を供給する。
【０００５】
他の実施形態では、DC電源及び複数の再充電可能なバッテリーから電子デバイスへの電源をモニタリングするとともに、供給し、かつ、前記DC電源から複数のバッテリーの一部を再充電するための電力供給ブロックが提供される。前記電力供給ブロックは、前記DC電源からの複数の再充電可能なバッテリーの充電を制御するように構成された充電回路と、電力管理ルーチンを実行するように構成された PMUからの電力管理部(PMU)出力信号への応答として少なくとも１つの前記DC電源及び前記複数のバッテリーを選択するように構成されたセレクタ回路とを含んでいる。
【０００６】
さらに、本発明の別の実施形態では、１つ以上の複数の再充電可能なバッテリーまたはDC電源によって電力を供給される電子デバイスが提供される。前記電子デバイスは、電力管理ルーチンを実行するように構成された電力管理部と、複数の再充電可能なバッテリーの充電を制御するように構成された充電回路と、前記 PMUからの電力管理部(PMU)出力信号への応答として少なくとも１つの前記DC電源及び前記複数のバッテリーを選択するように構成されたセレクタ回路とを含んでいる。
【０００７】
別の実施形態では、電子デバイス用のDC電源と複数のバッテリーとの間で選択するように構成されたセレクタ回路のためのコントローラが提供される。前記コントローラは、前記DC電源の電圧レベルを表す第１信号と、第１閾値レベルとを比較するとともに、前記第１信号と前記第１閾値レベルとの間の差を表すイネーブル(enable)信号をDC電源に供給するように構成された第１比較器を含んでいる。さらに、前記コントローラは、前記DC電源の電圧レベルを表す前記第１信号と、第２閾値レベルとを比較するとともに、前記第１信号と前記第２閾値レベルとの間の差を表す充電可能閾値信号を供給するように構成された第２比較器を含んでいる。さらに、前記コントローラは、前記電子デバイスの電圧レベルを表す第３信号と、第３閾値レベルとを比較するとともに、前記第３信号と前記第３閾値レベルとの間の差を表す第３信号を供給するように構成された第３比較器を含んでいる。さらに、前記コントローラは、第１バッテリーの第１電圧レベルと第２バッテリーの第２電圧レベルとを比較するとともに、前記第１バッテリーの前記第１電圧レベルと前記第２バッテリーの前記第２電圧レベルとの間の差を表す第４信号を供給するように構成された第４比較器を含んでいる。さらに、前記コントローラは、前記第４信号を受信するとともに、前記第４信号への応答として並列バッテリー使用イネーブル信号(parallel battery use enable signal)を供給するように構成された並列バッテリー使用イネーブル回路(parallel battery use enable circuit)と、前記第２信号を受け取るとともに、前記第２信号への応答として充電イネーブル信号を供給するように構成された充電イネーブル回路と、少なくとも前記第３信号、前記並列バッテリー使用イネーブル信号及び前記DC電源イネーブル信号を受け取るように構成されるとともに、ダイオードモード信号を供給するように構成された電力危機回路(power crisis circuit)とをさらに含んでいる。最後に、前記コントローラは、また、前記DC電源と前記複数のバッテリーとの間の選択を制御するセレクタ出力信号を供給するように構成されたセレクタ出力回路を含んでいる。セレクタ出力回路は、 PMUからの電力管理部(PMU)出力信号、前記充電閾値可能イネーブル信号、前記ダイオードモード信号、前記並列バッテリー使用イネーブル信号及び前記DC電源イネーブル信号への応答として前記セレクタ出力信号を供給する。
【０００８】
さらに、本発明の別の実施形態では、セレクタ回路は、電力管理ルーチンを実行するように構成された電力管理部(PMU)からの出力信号への応答として電子デバイスのための複数電源のうち少なくとも１つを選択するように構成されて提供される。
【０００９】
さらに、本発明の別の実施形態では、並列バッテリーの安全な動作を確保する方法が提供される。本発明による前記方法は、少なくとも第１バッテリー及び第２バッテリーの所望の並列使用を表す関連した電力管理部から制御信号を受信する段階と、前記第１バッテリーの第１電圧レベルと前記第２バッテリーの第２電圧レベルとの間の差を測定する段階と、前記差を差閾値レベルと比較する段階と、前記差が前記差閾値レベルより大きい場合、ただ１つの前記第１バッテリーまたは前記第２バッテリーの動作を許可することにより、前記関連した電力管理部からの前記制御信号を無効にする段階とを含んでいる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の利点は、それらの代表的な実施形態の説明が添付の図面とともに考慮され、以下の詳細な記載から明らかになるだろう。
【００１１】
図１を参照すると、いくつもの電源104,105から電力の供給が可能な電子デバイス100の簡略化したブロック図が示されている。そのような電源は、複数のバッテリー105と、DC電源104とを含んでいてもよい。さらに、前記バッテリー105は、リチウムイオン、ニッケルカドミウム、ニッケル水素電池またはその種の他のもののような種々のタイプの再充電可能なバッテリーであってもよい。前記電子デバイス100は、種々の場合に電源104,105から電力を供給される携帯電子デバイス（ラップトップコンピュータ、携帯電話、ポケベル、パーソナルデジタルアシスタントまたはその種の他のもの）、電動自動車、電動工具などのような技術的に周知の様々なデバイスであってもよい。
【００１２】
前記電子デバイス100がラップトップコンピュータである場合、ラップトップコンピュータは、図１に図示されていないが、当業者にとって周知の種々のコンポーネントを含んでいる。例えば、前記ラップトップは、前記ラップトップにデータを入力するための入力デバイスと、命令を実行するとともに、前記ラップトップの動作を制御するための中央処理部(CPU)、または、例えば、インテルコーポレーションから利用できるペンティアム(登録商標)プロセッサのようなプロセッサと、前記ラップトップからデータを出力するための、例えば、LCDまたはスピーカーのような出力デバイスを含んでもよい。
【００１３】
バッテリー105を再充電するために、及び/または、前記デバイス100に電力を供給するために、DC電源104は、前記デバイス100に連結されてもよい。前記DC電源104は、壁コンセントから従来の120ボルト交流を受信するとともに、それをDC出力電圧に変換するように構成されるAC/DCアダプタであってもよい。また、前記DC電源104は、ソケットタイプにそれを差し込むように構成された“シガレット・ライター”タイプのアダプタのようなDC/DCアダプタであってもよい。そのようなDC電源104は、前記デバイス100から独立しているように図１では図示されているが、DC電源104はいくつかのデバイスに組み込まれていてもよい。
【００１４】
前記デバイス100は、少なくとも本発明によるセレクタ回路を含む電力供給ブロック106を有する。また、前記電力供給ブロック106は、図１に図示されたようにPMU120を含んでもよい。あるいは、また、前記PMU120は、前記電子デバイス100のより複雑なプロセッサ内に埋め込まれてもよい。前記PMU120は、技術的に周知のような、種々の電力管理ルーチンを実行するように構成される。一般的に、前記電力供給ブロック106は、種々の条件において各電源から相互に、かつ、前記デバイス100の前記システム110への電力をモニタし、制御し、かつ、管理するための種々のコンポーネントを含んでいる。有利には、本発明による前記セレクタ回路114は、ここでさらに詳細に説明するように、前記PMU120からの少なくとも１つの出力信号に応答するように構成される。
【００１５】
図２を参照すると、複数のバッテリーシステムに対する代表的な電力供給ブロック206のより詳細なブロック図が図示されている。前記電源は、前記DC電源204、例えば、AC/DC変換器及び複数のバッテリー205-1、205-2、205-kをいくつでも含んでいてもよい。また、そのようなバッテリーは、再充電可能なバッテリーであってもよい。いずれかの時点で、これらの電源204、205-1、205-2、205-kは、前記システムに含まれていてもよいし、含まれていなくてもよい。
【００１６】
一般的に、前記電力供給ブロック206は、PMU220と、充電器回路222と、電力変換要素226と、バッテリースイッチネットワーク217と、スイッチ230と、前記DC電源204から前記システム210までの電力供給経路(path)209と、前記バッテリー205-1、205-2、205-kから前記システムまでの電力供給経路240と、前記DC電源204から前記再充電可能なバッテリー205-1、205-2、205-kまでの再充電目的の電力供給経路２０７と、本発明によるセレクタ回路214と、種々のデータまたは通信路とを含むことができる。さらに、前記バッテリースイッチネットワーク217は、各関連したバッテリー205-1、205-2、205-kごとに充電スイッチCSW1、CSW2、CSWkと、放電スイッチDSW1、DSW2、DSWkとを含むことができる。
【００１７】
前記電力供給ブロック206の種々のコンポーネント間の前記データまたは通信路は、一方向性のものであってもよいし、アナログ信号またはデジタル信号のどちらかを伝送してもよい。前記データ経路は、命令または制御信号またはデータのいずれかを移送(transport)してもよい。そのようなデータ経路の数は、前記バッテリー205-1、205-2、205-kと、前記充電器回路222と、前記PMU220と、前記供給ブロック206のそれら全ての特有の特徴に強く依存する。例えば、関連したデバイス100がラップトップコンピュータである場合、特定のプロトコルに従って、スマート充電器回路及びスマートバッテリーがシステム管理バス(SMBus)を介して通信可能となる。
【００１８】
一般的に、前記セレクタ回路214は、経路250を介して(over)スイッチ制御信号を供給するために、前記供給ブロック206内の前記PMU220を含む種々のコンポーネントから前記バッテリースイッチネットワーク217まで、かつ、種々の条件において各電源から相互に、かつ、前記システム210までの電力を制御し、管理するための前記スイッチ230に至るまで種々の入力信号に応答する。
【００１９】
例えば、前記セレクタ回路214に対する一連の特定入力信号は、許容可能な電圧レベルを持ったDC電源204の存在を示していてもよい。そのような入力信号に応答して、前記セレクタ回路214は、スイッチ230をオンにするように閉じる(turn ON)とともに、前記バッテリースイッチネットワーク217内の放電スイッチDSW1、DSW2、DSWkを開く(turn OFF)ために、スイッチ230へ制御信号を供給する。従って、前記DC電源204からの電力は、前記システム210に供給される。あるいは、前記セレクタ回路への入力信号がDC電源204の不足(absence)、または、許容できない電圧レベルを持ったDC電源を示した場合、前記セレクタ回路214は、スイッチ230をオフにするとともに、前記バッテリースイッチネットワークの放電スイッチDSW1、DSW2、DSWkのいずれか１つをオンにするように適切な制御信号を供給する。従って、１つ以上の前記関連したバッテリー205-1、205-2、205-kは、ここでさらに詳細に説明するように、また、他の安全条件が与えられる限りは、前記システム210に電力を供給する。
【００２０】
前記充電スイッチが充電目的のためにオンであるとき、関連した再充電可能なバッテリー205-1、205-2、205-kごとの前記充電スイッチCSW1、CSW2、CSWkは、前記電力供給ライン207から各関連したバッテリーまで導電性経路を提供する。前記放電スイッチDSW1、DSW2、DSWkは、放電スイッチDSW1、DSW2、DSWkがオンであることに基づいて、１つ以上のバッテリーから前記システム210に電力を供給するために、各関連したバッテリー205-1、205-2、205-kから前記システム210まで導電性経路を提供する。
【００２１】
有利には、前記セレクタ回路214への少なくとも１つの入力信号は、前記PMU220からの出力信号を表している。前記PMU220と前記セレクタ回路214との間のそのような通信は、データ経路211を介して行われてもよい。当業者によって理解されるように、前記PMU220は、ホストデバイスの電力管理ルーチンを実行できる。前記PMU220は、バッテリー205-1、205-2、205-k、または、並列電池の組合せが充電または放電のために選択されることを示している信号を含む前記セレクタ回路214に、多数の組(a host set)の信号を供給してもよい。ここでさらに詳細に説明するように、前記セレクタ回路214は、前記PMU220に応答する。しかしながら、さらに、前記セレクタ回路220は、それ自体の内部チェック(internal checks)を有するように構成されるとともに、付加された安全およびバッテリー省力化を提供するために、ここでさらに詳細に説明するような種々の条件下の前記PMUからの所望の使用信号(desired use signal)を無効にできる。前記充電器回路222は、データ経路252を介して前記セレクタ214と通信するとともに、データ経路254を介して電力変換部226、例えば、充電器制御DC-DC変換器と通信するように構成される。前記充電器回路222は、前記電力供給経路207を介したバッテリー205-1、205-2、205-k及び前記電力変換部226への充電電流の供給を制御できる。
【００２２】
図３を参照すると、３つの電源に関連した動作のための代表的な電力供給ブロック306と図示されている。前記電源は、電力供給経路309を介して前記電力供給ブロック306に連結されたDC電源（図示は省略）と、第１再充電可能なバッテリーAと、第２再充電可能なバッテリーBとを含んでいる。前記電力供給ブロック306は、本発明によるセレクタ回路314と、関連したPMU320、充電器回路322及び電力変換部326、例えば、DC-DC変換器のような他のコンポーネントとを含んでいる。前述したように、前記PMU320は、前記供給ブロック306の一部として図示されているが、前記PMU320は、前記供給ブロックの外側にあってもよいし、前記電力供給ブロックの外で独立したコンポーネントに埋め込まれてもよいし、または、前記PMUの機能が、前記電子デバイスの独立したコンポーネント、例えば、CPUによって提供されてもよい。
【００２３】
明確、かつ、簡単にするために、図２にあらかじめ図示された前記DC源及び種々のデータ接続（例えば、前記バッテリーと前記PMU320との間のそれらのものだけでなく、前記充電器回路306から前記電力変換部326及び前記PMU320まで）は、図３には図示されていない。有利には、前記セレクタ回路314及び前記充電器回路322は、動作及び設定の都合上、１つの集積回路390上に統合されてもよい。
【００２４】
前記セレクタ回路314は、ここでさらに詳細に説明するように、コントローラ315及びスイッチドライバーネットワーク317を含んでいる。前記セレクタ回路314は、種々の入力データ及び制御信号を受け取るための種々の入力端子380を有する。また、そのような入力端子380は、前記コントローラ315に連結されている。また、前記セレクタ回路314は、関連したスイッチSW1、SW2、SW3、SW4、SW5及びSW6に制御信号を供給するとともに、前記電力供給ブロック306の関連したコンポーネントにデータを供給するための種々の出力端子382を有している。前記入力端子380は、それぞれPSM、USE_A、USE_B、ICHG、VAD、VSYS、BATT_A、BATT_B及びAUXINと呼ばれる制御およびデータ信号を受け取るための端子380-1〜380-9を含んでいる。前記出力端子382は、それぞれPWR_AC、PWR_BATT、CHGA、DCHA、ACAV、ALERT、CHGEN、CHGB、DCHB及びAUXOUTと呼ばれる制御及びデータ信号を供給するための端子382-1〜382-10を含んでいる。各入力端子380と、出力端子382と、それらの関連した制御及びデータ信号とは、おおよそ以下で説明される。
【００２５】
前記第１入力端子380-1は、前記PMU320から、電力セーブモードが前記PMU320により要求されているかどうかを表す電力セーブモード(PSM)デジタル入力制御信号を受け取ることができる。前記第２入力端子380-2及び第３入力端子380-3は、前記PMU320から、所与の充電または放電モードで用いられるような、前記PMUの所望のバッテリーまたはバッテリーの組合せを示すUSE_A及びUSE_B制御信号を受け取ることができる。例えば、２つのバッテリーA及びBを有する図３の実施形態では、前記USE_A及びUSE_B制御信号は、USE_Aがロー(low)、USE_Bがハイ(high)である場合に、バッテリーAの使用が要求されるようなデジタル信号であってもよい。USE_Aがハイ、USE_Bがローである場合、バッテリーBの使用が要求される。USE_A及びUSE_Bがローである場合、並列でのバッテリーA及びバッテリーBの使用が要求される。最終的に、USE_A及びUSE_Bがハイである場合、バッテリーAの使用もバッテリーBの使用も要求されない。USE_A及びUSE_Bに対するこれらの代表的なハイ信号及びロー信号は、他の組合せも選択されることを当業者のみが認識できるような例示を目的としたものである。
【００２６】
前記第４入力端子380-4は、前記バッテリーに供給される前記充電電流を表す前記充電器回路322からの充電電流(ICHG)アナログ信号を受け取ることができる。前記第５入力端子380-5は、特定の時に前記DC電源204によって供給される電圧レベル(VAD)を表す前記DC電圧源204、例えばAC/DCアダプタからのアナログ信号を受け取ることができる。第６入力端子380-6は、前記システム供給電圧レベル(VSYS)を表すアナログ信号を受け取ることができる。前記第７入力端子380-7及び第８入力端子380-8は、各個別のバッテリーの前記電圧レベルを表すバッテリーAからのアナログ信号(BATT_A)及びバッテリーBからのアナログ信号(BATT_B)を受け取ることができる。そのようなBATT_A及びBATT_Bアナログ信号は、各個別のバッテリーの陽極における電圧を測定することによって取得される。最後に、前記第９入力端子380-9は、ここで本発明の説明で重要なものとは考慮されていないその他の入力制御及びデータ信号(AUXIN)を受信できる一般の入力端子を表している。
【００２７】
前記第１出力端子382-1は、スイッチSW1にスイッチ制御信号(PWR_AC)を供給できる。前記第２出力端子382-2は、スイッチSW2にスイッチ制御信号(PWR_BATT)を供給できる。前記第３出力端子382-3は、バッテリーAに対する前記充電スイッチSW3にスイッチ制御信号(CHGA)を供給できる。前記第４出力端子382-4は、バッテリーAに対する前記放電スイッチSW4にスイッチ制御信号(DCHA)を供給できる。前記第５出力端子382-5は、許容可能な閾値限界より大きい出力電圧を有する前記DC電源204の有無を示すデジタルDC源イネーブル信号(ACAV)を供給してもよい。
【００２８】
前記第６出力端子382-6は、ここで後に詳細に説明する、少なくとも前記PMU320を含む電力危機状態(power crisis condition)の他のコンポーネントを通知するためのデジタルデータ信号(ALERT)を供給できる。前記第７出力端子382-7は、充電イネーブル状態に到達したかどうかを示す前記充電器にデジタルデータ信号(CHGEN)を供給できる。前記第８出力端子382-8は、バッテリーBに対する前記充電スイッチSW5にスイッチ制御信号(CHGB)を供給できる。前記第９出力端子382-9は、バッテリーBに対する前記放電スイッチSW6にスイッチ制御信号(DCHB)を供給できる。最後に、前記第１０出力端子380-10は、ここで本発明の説明で重要なものとは考慮されていないその他の出力制御及びデータ信号(AUXOUT)を供給できる一般の出力端子を表している。
【００２９】
前記コントローラ315は、前記セレクタ回路314の前記入力端子380から上記入力データ及び制御信号を受け取るとともに、スイッチSW1からSW6の１つ以上の組み合わせを制御することによって、電源または電源の組合せ（例えば、DC電源、バッテリーA、またはバッテリーB）のうちどれを選択または除外するかに関して決定する。また、前記コントローラ315は、前記電力供給ブロック306の他のコンポーネントと通信するために、他の前記出力端子、例えば、出力端子382-5、382-6、382-7及び382-10に直接的にデータ及び他の制御信号を供給できる。
【００３０】
前記スイッチドライバーネットワーク317は、複数のスイッチドライバーSD1、SD2、SD3、SD4、SD5及びSD6を含むことができる。さらに、各スイッチドライバーSD1、SD2、SD3、SD4、SD5及びSD6は、前記セレクタ回路314の前記コントローラ315による指示に従って各スイッチのオンポジション及びオフポジションを駆動するために、関連したスイッチSW1、SW2、SW3、SW4、SW5及びSW6に連結される。
【００３１】
図４を参照すると、前記セレクタ回路314、特に、図３の前記セレクタ回路314の前記コントローラ315のさらに詳細なブロック図が図示されている。一般的に、前記コントローラ315は、セレクタ出力回路470、充電イネーブル回路472、並列バッテリー使用イネーブル回路476、入力有効回路(input validation circuit)478、電力危機回路474及び複数の比較器CMP1、CMP2、CMP3及びCMP4を含むことができる。
【００３２】
一般的に、前記セレクタ出力回路470は、前記充電イネーブル回路472から充電イネーブル(CHGEN)信号、前記電力危機回路474からダイオードモード(DM)信号、前記入力確認回路478から有効(valid)入力信号(VINP1)、前記並列バッテリー使用イネーブル回路476から並列バッテリー使用イネーブル(PBUE)信号、及び比較器CMP1からDC電源イネーブル信号(ACAV)のような種々の内部制御信号を受信できる。また、前記セレクタ出力回路470は、前記充電電流の強さを表す前記充電器回路322からのアナログ信号ICHGを受信できる。ここでさらに詳細に説明されるように、前記セレクタ出力回路470は、種々の入力信号の状態に応じて、関連したスイッチSW1、SW2、SW3、SW4、SW5及びSW6をオン及びオフにするように、前記スイッチドライバーネットワーク317を管理する。
【００３３】
前記コントローラ315は、前記DC電源の前記電圧レベルを表すアナログ信号と、第１閾値レベルVT1とを比較するように構成された第１比較器CMP1を含むことができる。前記第１閾値レベルVT1は、前記システムにとって許容可能な最小供給電圧VT3よりも高くセットされる。前記DC電源が存在し、かつ、前記第１閾値レベルVT1よりも大きい供給電圧を有する場合、前記第１比較器CMP1は、前記セレクタ出力回路470に高ACAV制御信号を供給する。さもなければ、前記第１比較器は、低ACAV信号を供給する。また、前記ACAV信号は、前記電力危機回路474に供給される。
【００３４】
前記セレクタ出力回路470が前記第１比較器CMP1から高ACAV信号を受信する場合、前記システム210に対する電力が前記DC電源によって供給され、かつ、どのバッテリーにも再充電されないように、スイッチSW1をオンにするとともに、スイッチSW2〜SW6をオフにするような適切なスイッチ制御信号を供給する（以下でさらに詳細に説明するように前記DC電源供給電圧が第２閾値レベルVT2よりも大きくないと仮定する）。この場合には、前記セレクタ回路314は、前記PMUからのUSE_A及びUSE_B制御信号に関係なく、前記DC電源を利用する。従って、前記セレクタ回路314は、バッテリーAまたはバッテリーBを用いるために前記PMUからの制御信号を無効にするとともに、代わりに、それが存在し、かつ、VT1よりも大きい適切な電圧レベルを有するときはいつでも、電力が前記システム210に前記DC電源によって供給されるように要求できる。有利には、この特徴は、適切な事情では、前記DC電源の使用を確実にすることによりバッテリー寿命を引き延ばす。
【００３５】
前記DC電源からの前記システム210への電力供給とともに、１つ以上のバッテリーの充電を可能にするために、前記充電イネーブル(CHGEN)信号は、アクティブ(active)でなければならない。本実施形態でのアクティブCHGEN信号は、高CHGEN信号である。前記充電イネーブル回路472が前記第２比較器CMP2から適切なCHGP信号と、前記入力確認回路478から適切な有効信号VINP1とを受信する場合、前記充電イネーブル回路472は、高CHGEN信号を供給する。前記DC電源から前記供給電圧がVT2＞VT1、かつ、VT1＞VT3であるような第２閾値レベルVT2より大きいものである場合、前記第２比較器CMP2は、前記適切なCHGP信号を供給する。前記入力確認回路478は、前記有効信号VINP1を供給する。前記PMUからのUSE_A及びUSE_B制御信号が前記バッテリーAまたはBのうち少なくとも１つの使用をアサート(assert)する場合、適切な有効信号VINP1が供給される。前記USE_A及びUSE_B制御信号が前記バッテリーAまたはBのいずれかの使用をアサートしない場合、例えば、USE_A及びUSE_Bの両方がハイである場合、適切な有効信号VINP1は送信されない。また、前記充電イネーブル回路472は、アクティブCHGEN信号を生成するために、前記一般的な入力端末380-9から他の補助的な有効入力信号(AUXIN)を必要としてもよい。
【００３６】
充電の間、前記充電回路322は、充電電流レベルを表すセレクタ回路314に前記ICHG信号を供給する。前記セレクタ回路314は、入力端子380-4で前記ICHG信号を受け取るとともに、前記セレクタ出力回路470にそのような信号を供給する。前記セレクタ出力回路470は、そのようなICHG信号を充電閾値レベル信号ICHTと比較する。この比較に基づいて、前記セレクタ出力回路470は、前記充電電流レベルがハイまたはローであるかを判断するとともに、ここでさらに詳細に説明するように、この及び他の入力データに基づいて、種々のスイッチをオンまたはオフにする。図５の表で詳細に説明するように、本実施形態では、低充電電流は低制御信号によって表され、かつ、高充電電流は高制御信号によって表される。
【００３７】
前記並列バッテリー使用イネーブル回路476は、前記セレクタ出力回路470に並列バッテリー使用イネーブル(PBUE)信号を供給する。前記セレクタ出力回路470は、並列バッテリー使用を許可することによって高PBUE信号に応答するとともに、並列バッテリー使用に対する要求、例えば、USE_A及びUSE_Bがローであることを示すUSE_A及びUSE_B信号を介した前記PMU320からの要求にもかかわらず、並列バッテリー使用を許可しないことによって低PBUE信号に応答する。従って、前記セレクタ回路314は適切な条件が存在しない限り、並列にバッテリーA及びBを用いることに対して付加的な予防措置及び保護(precautions and protections)を提供する。
【００３８】
例えば、２つまたはそれ以上のバッテリー、例えば、バッテリーA及びバッテリーBを並列に用いることに対する懸念は、そのようなバッテリーが並列に接続されているとき、好ましくない高電流状態を生成する電位内に相対的に大きい差が存在することである。従って、前記コントローラ315の第４比較器CMP4は、信号BATT_A及びBATT_Bを比較するように構成される。そのようなBATT_A及びBATT_B信号は、バッテリーA及びバッテリーBの正極から取得されるアナログ信号の可能性がある。前記２つのBATT_AとBATT_B信号との間の前記差が所定限度内である場合、前記比較器CMP4は、前記並列バッテリー使用イネーブル回路476にアクティブBATTCOMP信号を供給する。前記第４比較器CMP4からのアクティブBATTCOMP信号の受信とは別に、また、前記並列バッテリー使用イネーブル回路476は、アクティブPBUE信号を発するために、前記入力確認回路478から適切な入力有効信号VINP2を受信する。前記USE_A及びUSE_B制御信号が並列に、前記バッテリーA及びBでの使用をアサートする場合、例えば、USE_A及びUSE_Bがローである場合、適切な有効信号VINP2が供給される。
【００３９】
並列バッテリー使用を示す前記PMUからの前記USE_A及びUSE_B制御信号が前記PMUによって要求される場合、バッテリーAとバッテリーBとの間の電圧差が所定限度内でないために、前記PBUE信号はアクティブ(active)ではなくなる。、前記セレクタ出力回路474は、他と比較してより低い電圧レベルを有するバッテリーを充電するように管理する。有効DC電源が存在しないとき、同様の条件において前記セレクタ出力回路は、前記システムに放電電力を供給するために他と比較してより高い電圧レベルで前記バッテリーを管理する。
【００４０】
また、有利には、前記セレクタ回路314は、電力危機状態を独立して監視するとともに、識別するように設計された電力危機回路を含み、かつ、もし検出電力危機状態の場合には、セレクタ出力回路470に適切なダイオードモード(DM)制御信号を供給する。前記セレクタ出力回路470は、スイッチSW1、SW3及びSW５のオフ状態を維持しながら、スイッチSW2、SW4およびSW6のオン状態を維持するような前記スイッチドライバーネットワーク317からのスイッチドライバーをもたらすために、前記電力危機回路474からの前記適切なDM制御信号に応答する。従って、最高電圧(バッテリーA、バッテリーBまたは前記DC電源)を持った前記電源は、このダイオードモードにおいて、個々に前記ダイオードD1、D3またはD5の１つを介して前記システムに供給される。さらに、また、前記セレクタ回路314は、電力危機状態を示す出力端子382-6にALERT条件信号を供給する。前記ALERT信号は、少なくとも前記PMU320を含む多数のコンポーネントに供給される。
【００４１】
電力危機状態は、有効出力または有効入力を含むことができる。有効出力は、前記システムに供給される１つまたは複数の前記電源が、最小システム閾値電圧レベルVT3を維持できないときはいつでも発生する。前記システム電圧レベルは、比較器CMP3によって前記最小閾値電圧レベルVT3と比較され、そして、この比較に基づいてシステムチェック制御信号VSYSOKが前記電力危機回路474に送信される。低システム電圧電力危機状態は、１つ以上の前記電源が積極的に、または、偶然に切断される場合に発生する可能性がある。
【００４２】
また、有効入力は、電力危機問題を引き起こしうる。有効入力は、USE_A及びUSE_B信号を介して前記システムに電力の損失(lose)を引き起こすような所望の状態を前記PMUにアサートできる。例えば、前記USE_A及びUSE_B信号は、用いられるべきバッテリー(低VINP1信号)も、例えば、USE_A及びUSE_Bがハイであるのも、また、前記DC電源が利用できないのも（低ACAV信号）、または、前記最小VT3電圧レベルで前記システムを維持することができないのも（低VSYSOK信号）、アサートされる可能性がない。論理的には正確であるが、前記PMUからの前記USE_A及びUSE_B信号が前記システムに電力の損失を引き起こす場合、別の有効入力状態が発生する可能性がある。例えば、前記USE_A及びUSE_B信号は、存在しないか、または、偶然に取り除かれる１つのバッテリーから供給されることを示すかもしれない。次いで、そのようなバッテリーの使用は、前記システムにおける前記電圧レベルを前記VT3閾値以下へ下降させ、かつ、この条件を示す前記VSYSOK信号は、前記電力危機回路374に供給される。
【００４３】
ダイオードD1、D3またはD5上の電力損失によって、長時間の前記DM供給モードの維持が適切ではなくなる。有利には、前記電力危機回路474は、前記電力危機状態が修復されるとすぐに、DM信号である、その入力信号の不活性化(deactive)を継続的に監視する。従って、前記電力危機条件が修復される（例えば、不足している電源が前記システムに連結される）や否や、前記電力危機回路からの前記内部DM信号は非活性状態(inactive)となり、かつ、通常電力供給モードが再開される。
【００４４】
図２から４までに関して図５を参照すると、表500は、前記セレクタ回路314及び前記セレクタ出力回路470への種々の入力信号に応じたスイッチSW1からSW6それぞれのスイッチ状態を表している。前記表500は、前記システム210への電力が前記バッテリー305ではない前記DC電源204によって供給されるときの種々のスイッチ状態を表している。従って、前記ACAV信号がハイであり、かつ、前記セレクタ出力回路470は、表500の各欄で示されているように、SW1がオンであるとともにSW2がオフであるように、前記スイッチドライバーネットワーク317に適切なスイッチ制御信号を送信する。
【００４５】
前記CHGEN信号は、最後のコラム522以外では、前記表500の各コラムにおいて“ハイ”である。従って、前記DC電源の存在だけでなく、他の条件（前記DC電源からの電圧＞VT2であるとともに、適切な入力有効信号VINP1が存在すること）も前記高CHGEN信号を供給するために満たされる。従って、充電は、表500のコラム502〜520内で認められる。
【００４６】
コラム502及び504において、前記USE_A及びUSE_B信号は、バッテリーAを用いたいという前記PMUの要求をそれぞれ示すようにハイ・ローとなっている。従って、バッテリーBに対する前記スイッチSW5及びSW6が両方ともの場合、オフとなる。コラム502において、前記充電電流信号は、前記電力変換部226から前記バッテリー305までの前記充電電流が閾値充電電流レベルICHTよりも低いことを示す”ロー”である。従って、前記セレクタ出力回路470は、SW3をオンに、SW4をオフにするという適切な制御信号を前記スイッチドライバーネットワーク317に送信することによって前記充電電流信号に応答する。従って、バッテリーＡへの充電電流は、クローズド(closed)SW3及びオープン(open)SW4と並列な前記ダイオードD4を介して流れる。前記充電電流がローであるので、ダイオードD4を介するその流れは、ごくわずかな電力損失を引き起こす。
【００４７】
一方、欄504内の前記充電電流は”ハイ”充電電流信号によって示されたようにハイである。従って、スイッチSW3及びSW4の両方がオンとなる。それ故に、前記電流が前記クローズドスイッチSW4を介して流れるので、この場合には、過度電力(excess power)がダイオードD4内で消失される。通常、オン状態であるとき、類似の電流レベルでは、スイッチSW1〜SW6は、それらに対応する並列ダイオードD1〜D6よりも電力を消費しない。この差は、高電流レベルでは特に重要なことである。
【００４８】
コラム506及び508に戻ると、前記USE_A及びUSE_B信号がそれぞれハイ及びローであるのは、バッテリーBを用いたいという前記PMUの要求を示している。従って、バッテリーAに対する前記スイッチSW3及びSW4がオフになる。いくらかコラム502と類似しているコラム506は、前記低充電電流信号によって表されるような低充電電流を有している。従って、スイッチSW5はオンになり、SW6はオフになる。それ故に、バッテリーBに対する充電電流は、クローズドスイッチSW5と、オープンスイッチSW6と並列なダイオードD6とを介して流れる。一方、コラム508での前記充電電流は、前記高充電電流信号によって表されるようにハイである。従って、スイッチSW5及びSW6は、この場合には、電力がダイオードD6内で消失されることはないようにオンとなる。
【００４９】
コラム510〜520に戻ると、前記USE_A及びUSE_B信号がそれぞれ低であるのは、バッテリーA及びバッテリーBを並列に用いたいという前記PMUの要求を示している。コラム510及び512で示されるように前記並列バッテリー使用イネーブル(PBUE)信号がハイである場合、前記バッテリーA及びBの並列充電が許可される。コラム512で示されるように前記充電電流がハイ（充電電流信号がハイ）である場合、スイッチSW3〜SW6が全てオンになる。コラム510で示されるように前記充電電流がロー（充電電流信号がロー）である場合、スイッチSW3及びSW5がオンになるとともに、スイッチSW4及びSW6がオフになる。
【００５０】
前記USE_A及びUSE_B信号が並列にバッテリーA及びバッテリーBを用いたいという前記PMUの要求を示す場合、前記PBUE信号はローとなるが、それによって前記セレクタ回路314は、前記PMUの所望の並列動作を無効にする並列バッテリー動作を許可しない。他が容認可能であるにもかかわらず、前記セレクタ回路314はより低い電圧レベルでの前記バッテリーの充電を許可する。例えば、コラム514,516は、バッテリーAがより低い前記電圧レベルを有することを示している。従って、バッテリーBへのスイッチSW5及びSW6はオフとなる。バッテリーAに対するスイッチSW3は、低充電電流により、コラム510においてオンであるとともに、スイッチSW3及びSW4は、高充電電流により、コラム512においてオンである。同様に、バッテリーBがより低い前記電圧レベルを有する場合、コラム518及び520で示されるようにスイッチSW3及びSW4はオフのままとなる。バッテリーBに対するスイッチSW5及びSW6は前記充電電流レベルに応じてオンに変化する。
【００５１】
電力が前記DC電源によって供給されるのとは対照的に、電力は、種々のバッテリー電力システム供給モードにおける１つ以上のバッテリーによって供給される。バッテリー供給モードでは、前記セレクタ回路314は、スイッチSW1をオフに、SW2をオンにするように指示する。前記DC電源が存在しないか、または、前記DCが存在はするが、比較器CMP1によって決定されるような前記第１閾値VT1以上の電圧レベルを有しない場合、前記セレクタ回路314は、バッテリー供給モードを設定するように指示する。従って、前記第１比較器CMP1から前記セレクタ出力回路470までの前記ACAV信号は、バッテリー供給モードを示すローとなる。前記ACAV信号がローであるとき、前記セレクタ出力回路470は、SW1をオフに切り替えるとともに、SW2をオンに切り替えるように指示する。
【００５２】
図３の実施形態では、基本的には、２つの通常バッテリーシステム供給モードが存在する。通常バッテリーシステム供給モード1(nbssm1)では、PMUからの前記USE_A及びUSE_B信号がただ１つのバッテリーAまたはBの使用を促し、前記目標とされたバッテリーが存在しするとともに、前記システムが前記VT3閾値レベルより大きい電圧レベルを有することができるように、少なくとも電圧レベルを前記システムへ供給できる。通常バッテリーシステム供給モード2(nbssm2)では、前記USE_A及びUSE_B信号が並列にバッテリーA及びBの使用を促し、両バッテリーが存在し、両バッテリーは前記システムが前記VT3閾値レベルより大きい電圧レベルを有することができるように、少なくとも電圧レベルを前記システムへ供給でき、かつ、両バッテリーは、お互いの所定の電圧範囲内で個別の電圧レベルを有する。
【００５３】
図６は、バッテリーシステム供給モードnbssm1及びnbssm2の両方に対する種々の入力信号及びスイッチSW1〜SW6の対応状態を示している表600を図示している。前述のとおり、バッテリーシステム供給モードが設定されるので、スイッチSW1がオフになるとともに、SW2がオンになる。表600の欄602及び604は、バッテリーA(コラム602)またはバッテリーB(コラム604)の使用が目標または要求される前記第1バッテリー供給モードnbssm1を図示している。この場合には、前記入力有効信号VINP1及びVINP2は許容可能なレベル(VINP1がハイ、かつ、VINP2がロー)となる。従って、電力がバッテリーAによって供給されるものである場合(コラム602)、スイッチSW3及びSW4がオンになるとともに、スイッチSW5及びSW6がオフになる。一方、電力がバッテリーBによって供給されるものである場合(コラム604)、スイッチSW5及びSW6がオン、かつ、スイッチSW3及びSW4がオフになる。
【００５４】
前記第2通常バッテリー供給モード(nbssm2)では、前記比較器CMP4からのBATTCOMP信号は、バッテリーA及びBの電圧が許容可能な限度内であることを示すハイである。また、前記並列バッテリー使用イネーブル(PBUE)信号は、前記並列バッテリー使用イネーブル回路476によって監視されるように、並列バッテリー使用に対する他の全ての状態（高VINP2信号を含む）が満足できるものであることを示すハイである。従って、バッテリーAに連結されるスイッチSW3とSW4がオンになるとともに、バッテリーBに連結されるSW5及びSW6もオンになる。
【００５５】
いくらか充電状態に類似するが、USE_A及びUSE_B信号が両バッテリーA及びBを並列に用いたいという要求を示す場合、前記PBUE信号は有効にならないが（例えば、PBUEがロー）、放電電力を前記システムに供給するために、他と比較してより高い電圧レベルを持ったバッテリーが選択される。従って、バッテリーAがより高い電圧を有する場合には、前記スイッチ状態はコラム602のようになり、かつ、バッテリーBがより高い電圧を有する場合には、コラム604のようになる。
【００５６】
また、DC電源がなく、かつ、バッテリー寿命の節約のために低電力消費が望まれる場合、前記PMU320は、前記セレクタ回路314に対して電力セーブモード要求を送信してもよい。そのような電力セーブモード要求が前記セレクタ回路314によって受信される場合、前記コントローラ315は、スイッチSW1をオフに切り替え、スイッチSW2をオフに切り替え、スイッチSW3をオフに切り替え、スイッチSW4をオンに切り替え、スイッチSW5をオフに切り替え、スイッチSW6をオンに切り替えるように管理する。従って、より高い電圧レベルを持ったバッテリーAまたはBは、関連したダイオードD3またはD5のそれぞれを介して電力を供給する。さらに、前記セレクタ回路314独自の供給電流は、この電力セーブモードにおいては、全体的なデバイス電力セービングに貢献する通常動作と比較して極めて縮小される。
【００５７】
しかしながら、ここで説明されてきた実施形態は、本発明に用いられるいくつかのものであり、かつ、実例によってここで示されるものに限られない。当業者に容易に明らかとなる多くの他の実施形態は、添付の請求項で定義されるような本発明の精神と範囲から実質的に逸脱しないで用いられることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】電力管理部(PMU)に応答して選択を行う本発明によるセレクタ回路を有する電力供給ブロックを持った電子デバイスの簡単なハイレベルブロック図。
【図２】DC電源と複数のバッテリーとの間の選択を行うための本発明によるセレクタ回路を有する図１の電力供給ブロック部分をさらに詳細に示したブロック図。
【図３】関連したスイッチドライバーネットワーク及び関連したスイッチを介してDC電源と複数のバッテリーとの間を選択するような信号を供給するように構成されたコントローラを有する本発明によるセレクタ回路の代表的な一実施形態のブロック図。
【図４】さらに詳細にコントローラ部分の種々のコンポーネントを図示する図３のセレクタ回路のさらに詳細なブロック図。
【図５】電子デバイスがDC電源によって電力を供給されるとき、セレクタ回路が種々の入力信号に応じて種々のスイッチのオン及びオフをどのように駆動するかを示す代表的な表である。
【図６】デバイスが１つ以上のバッテリーによって電力を供給されるとき、セレクタ回路が種々の入力信号に応じて種々のスイッチのオン及びオフをどのように駆動するかを示す代表的な表である。
【符号の説明】
【００５９】
100      電子デバイス
104、204      DC電源
105、205      バッテリー
106      電力供給ブロック
110      システム
120、220      PMU(電力管理部)
114、214、314      セレクタ回路
209      電力供給経路
222      充電器回路
226      電力変換要素
【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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【手続補正書】
【提出日】平成16年6月11日(2004.6.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
前記USE_A及びUSE_B信号が並列にバッテリーA及びバッテリーBを用いたいという前記PMUの要求を示す場合、前記PBUE信号はローとなるが、それによって前記セレクタ回路314は、前記PMUの所望の並列動作を無効にする並列バッテリー動作を許可しない。他が容認可能であるにもかかわらず、前記セレクタ回路314はより低い電圧レベルでの前記バッテリーの充電を許可する。例えば、コラム514,516は、バッテリーAがより低い前記電圧レベルを有することを示している。従って、バッテリーBへのスイッチSW5及びSW6はオフとなる。バッテリーAに対するスイッチSW3は、コラム514においてオンであり、そして、スイッチSW3及びSW4は、コラム516においてオンである。同様に、バッテリーBがより低い前記電圧レベルを有する場合、コラム518及び520で示されるようにスイッチSW3及びSW4はオフのままとなる。バッテリーBに対するスイッチSW5及びSW6は前記充電電流レベルに応じてオンに変化する。
【外国語明細書】
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