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Stromversorgungsgeräte für tragbare elektrische Geräte - Dokument DE69434460T2
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE69434460T2 16.02.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0000881740
Titel Stromversorgungsgeräte für tragbare elektrische Geräte
Anmelder Fujitsu Ltd., Kawasaki, Kanagawa, JP
Erfinder Matsuda, Kouichi, Nakahara-ku, Kanagawa 211, JP;
Ozawa, Hidekiyo, Nakahara-ku, Kanagawa 211, JP;
Yano, Hidetoshi, Nakahara-ku, Kanagawa 211, JP;
Obitsu, Toshiro, Kawasaki-shi, Kanagawa 211-8588, JP;
Yamamoto, Tetsuo, Kawasaki-shi, Kanagawa 211-8588, JP
Vertreter W. Seeger und Kollegen, 81369 München
DE-Aktenzeichen 69434460
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 13.01.1994
EP-Aktenzeichen 981138225
EP-Offenlegungsdatum 02.12.1998
EP date of grant 17.08.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 16.02.2006
IPC-Hauptklasse H02J 9/06(2006.01)A, F, I, ,  ,  ,   
IPC-Nebenklasse G06F 1/26(2006.01)A, L, I, ,  ,  ,      

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft Stromversorgungen für portable elektrische Vorrichtungen, beispielsweise Personalcomputer, die durch Batteriestromquellen betrieben werden.

Da der Einsatz, und insbesondere der Einsatz außer Haus, von portablen Personalcomputern des Notebook-Typs zunimmt, besteht die Forderung, daß derartige Computer für eine lange Zeitdauer eingesetzt werden können, und zwar auch in einem Zustand, in welchem kein AC-Adapter (Netzgerät) oder dergleichen zur Verfügung steht.

Herkömmlicherweise wird als Batterieeinheit eines Personalcomputers vom portablen Typ eine Kombination aus einer Hauptbatterie-Einheit, die in den Hauptkörper des Personalcomputers eingebaut ist, sowie einer Hilfsbatterie-Einheit verwendet. Die Hilfsbatterie-Einheit, die an der Außenseite des Personalcomputers zu befestigen ist, ist eine Einheit, die lediglich eine Batterie beinhaltet und die es ermöglicht, daß die gesamte Batteriekapazität des Computers erhöht wird. Im Falle eines Aufladens der Hilfsbatterie-Einheit wird diese Hilfsbatterie-Einheit vom Hauptkörper des Computers abgenommen, wenn sie vollständig entladen ist, und sie wird an einen zum ausschließlichen Laden der entladenen Batterieeinheit eingesetzten AC-Adapter angeschlossen und sodann geladen.

Wenn demnach eine Hilfsbatterie-Einheit verwendet wird, besteht in dem Fall, in welchem kein AC-Adapter vorhanden ist, ein Problem dahingehend, daß Operationen, welche eine Kapazität erfordern, die größer als die kombinierte Kapazität der in den Hauptkörper des Personalcomputers eingebauten Batterieeinheit sowie einer Hilfsbatterie-Einheit ist, nicht ausgeführt werden können. Auch ist es schwierig, einen Betrieb des Computers für einen zufriedenstellend langen Zeitraum zu erreichen. Auch wenn eine Vielzahl von Hilfsbatterie-Einheiten vorbereitet wird, ist es immer noch schwierig, die Batterien während des Betriebes des Computers auszutauschen.

Wenn geladen wird, ist es notwendig, jede Hilfsbatterie-Einheit zu laden. Wenn eine Vielzahl von Einheiten geladen werden muß, besteht ein Problem dahingehend, daß der Austausch der Batterien zum Laden oft durchgeführt werden muß.

Wenn eine frisch geladene Batterieeinheit angeschlossen wird, wird ferner, nachdem die in den Hauptkörper des Computers eingebaute Batterieeinheit vollständig entleert worden ist, der Computer so geschaltet, daß er Leistung von der Hilfsbatterie-Einheit bezieht, die an der Außenseite befestigt ist. Infolgedessen wird dann, wenn die Hilfsbatterie-Einheit einige Zeit später auch entleert wird, die Leistungszufuhr zu dem Computer vollständig unterbrochen. Deshalb ist es auch dann, wenn eine Vielzahl von Hilfs(Ersatz-)batterie-Einheiten vorbereitet wird, unmöglich, den Computer während des Austausches der Ersatzbatterie-Einheiten kontinuierlich weiter einzusetzen, und es besteht demnach ein Problem dahingehend, daß der Einsatz des Computers jedesmal dann, wenn die Hilfsbatterie-Einheit gewechselt wird, zeitweise gestoppt werden muß.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Leistungsquellensystem eines Informationsverarbeitungssystems vorgesehen, umfassend: einen Hauptkörper eines portablen Systems, das ein Leistungsquellen-Schaltungsmittel aufweist; eine Reihe von Hilfsbatterie-Einheiten, welche Reihe an ihrem einem Ende mit einem Leistungsquellen-Eingangsanschluß des Leistungsquellen-Schaltungsmittels und an ihrem anderen Ende, wenn das Laden ausgeführt werden soll, mit einem AC-Adapter elektrisch verbunden wird, der eine Gleichspannung ausgibt; und Batterie-Schaltungsmittel, die für jede der Hilfsbatterie-Einheiten zum sequentiellen Laden einer jeden der Hilfsbatterie-Einheiten, mit der Hilfsbatterie-Einheit beginnend, die an dem einen Ende der Reihe angeordnet ist, und zum sequentiellen Entladen einer jeden der Hilfsbatterie-Einheiten, mit der Hilfsbatterie-Einheit beginnend, die an dem anderen Ende der Reihe angeordnet ist, vorgesehen sind.

In dem oben beschriebenen Leistungsquellensystem ist für jede Hilfsbatterie-Einheit eine Batterieschaltungssektion vorgesehen. Während der Ladezeit führt die Batterieschaltungssektion das Laden so aus, daß sie den Ladevorgang sequentiell abschließt, beginnend mit der Hilfsbatterie-Einheit, welche zur Seite des Hauptkörpers hin angeordnet ist. Andererseits führt die Batterieschaltungssektion während der Entladezeit das Entladen so aus, daß sie sequentiell eine Leistungsquelle darstellt, beginnend mit der Hilfsbatterie-Einheit auf der entgegengesetzten Seite, welche am weitesten von dem Hauptkörper entfernt ist.

In einem solchen Leistungsquellensystem kann eine der Hilfs-(Ersatz)batterie-Einheiten ausgetauscht und geladen werden, während der Computer im Einsatz bleibt, und weiter kann das Gerät für einen langen Zeitraum kontinuierlich eingesetzt werden, und es kann eine Leistungsquellenkapazität haben, die proportional zu der Anzahl von Ersatzbatterie-Einheiten ist.

Ausgestaltungen der Erfindung sind auf die Leistungsquellensysteme einer jeden portablen elektrischen Vorrichtung anwendbar, die unter Verwendung einer Batterie mit Leistung versorgt werden kann.

Vorzugsweise beinhaltet die Batterieschaltungssektion der Ersatzbatterie-Einheit eine Batteriepackung, und sie hat einen Eingangsanschluß und einen Ausgangsanschluß. Ein Ausgangsanschluß der anderen Hilfsbatterie-Einheit oder ein Ausgangsanschluß des AC-Adapters zur Umwandlung einer AC-Leistungsquelle in eine DC-Leistungsquelle und zur Erzeugung ist an den Eingangsanschluß angeschlossen. Der Ausgangsanschluß ist an einen Eingangsanschluß der anderen Hilfsbatterie-Einheit oder an einen Eingangsanschluß der Leistungsquelle des Computer-Hauptkörpers angeschlossen. Eine Eingangsleistungsquellenspannung von dem Eingangsanschluß wird durch eine Spannungsdetektiersektion detektiert. Der Anschluß eines AC-Adapters oder der Anschluß der anderen Haltebatterie-Einheit kann durch die detektierte Spannung unterschieden werden. Ein Ausgangsstrom zum Ausgangsanschluß wird durch eine Stromdetektiersektion detektiert. Ein erster Entladeschalter zum Einschalten oder Ausschalten der Leistungsquellenversorgung ist für eine Leistungsquellenleitung zum Ausgangsanschluß vorgesehen. Ein zweiter Entladeschalter zum Einschalten oder Ausschalten der Leistungsquellenversorgung ist für eine Ausgangsleitung von einer Batteriepackung vorgesehen. Ferner ist ein Ladeschalter zum Einschalten oder Ausschalten der Leistungsquellenversorgung für eine Ladeleitung von dem Eingangsanschluß zu der Ersatzbatterie-Leistungsquelle vorgesehen.

Eine Ladesteuerungssektion, welche durch einen Mikroprozessor dargestellt wird, detektiert den Anschluß des AC-Adapters aus der detektierten Spannung des Eingangsanschlusses, und nur wenn der detektierte Strom zum Ausgangsanschluß gleich oder kleiner als ein vorgegebener Wert ist, wird der Ladeschalter eingeschaltet, wodurch zur Batteriepackung hin geladen wird.

In dem Fall, in welchem der Anschluß des AC-Adapters oder einer anderen Hilfsbatterie-Einheit aus der detektierten Spannung des Eingangsanschlusses detektiert wird, schaltet in einer Ausgestaltung der Erfindung eine Entladesteuerungssektion, welche durch einen Mikrocomputer dargestellt ist, den ersten Entladeschalter ein, und sie schaltet auch den zweiten Entladeschalter aus und versorgt mit einer externen Leistungsquelle die Einheit der vorderen Stufe. In dem Fall, in welchem kein Anschluß des AC-Adapters oder einer anderen Hilfsbatterie-Einheit aus der detektierten Spannung des Eingangsanschlusses detektiert wird, wird die Entladesteuerungssektion sowohl des ersten als auch des zweiten Entladeschalters eingeschaltet, und es wird mit einer Leistungsquelle von der eigenen Batteriepackung die vordere Stufe versorgt.

Vorzugsweise umfaßt der Ladeschalter eine Hochgeschwindigkeitsladesektion für die Zuführung eines Stromes, welcher in der Nähe des maximal zulässigen Ladestromes der Batteriepackung liegt, und dadurch für die Ladung mit einer hohen Geschwindigkeit, sowie eine Trickle-Ladesektion (Puffer-Ladesektion), um einen beliebigen Strom, welcher durch eine Potentialdifferenz zwischen der Eingangsleistungsquellenspannung und der Ladespannung der Batteriepackung und einen spezifischen Widerstand bestimmt wird, zu liefern und zu laden, und welche parallel zu der Ladeschaltsektion geschaltet sind. Wenn der detektierte Strom zum Ausgangsanschluß gleich oder kleiner als ein vorgegebener wert ist in einem Zustand, in welchem der Anschluß des AC-Adapters detektiert wird, setzt die Ladesteuerungssektion die Hochgeschwindigkeitsladesektion in Betrieb, wodurch mit einer hohen Geschwindigkeit geladen wird. Wenn der detektierte Strom zu dem Ausgangsanschluß den vorgegebenen Wert überschreitet, wird die Trickle-Ladesektion in Betrieb gesetzt, wodurch eine Trickle-Ladung durchgeführt wird.

Wenn in dieser Ausgestaltung irgendeine der folgenden drei Bedingungen erreicht wird, schaltet die Ladesteuerungssektion die Ladeschaltsektion ab, womit das Laden gestoppt wird:

  • I. wenn die abgelaufene Zeit eines Zeitgebers, welcher beim Start des Ladevorganges aktiviert wird, eine vorgegebene Zeit erreicht;
  • II. wenn die von einem Temperatursensor, welcher für die Ersatzbatterie-Leistungsquelle vorgesehen ist, detektierte Temperatur eine vorgegebene Temperatur übersteigt;
  • III. die Leistungsquellenspannung der Ersatzbatterie-Leistungsversorgung wird beobachtet, und wenn dann eine Änderung dahingehend detektiert wird, daß die Spannung, welche in Verbindung mit dem Ladevorgang steigt, die Spitzenspannung übersteigt und wieder abfällt.

Ferner kann eine Anzeigesektion für die Ersatzbatterie-Einheit vorgesehen sein, um einen Status der Ersatzbatterie-Einheit und/oder des Systems anzuzeigen. Vorteilhafterweise zeigt die Anzeigesektion wenigstens einen Eingangsstatus der externen Leistungsquellenspannung für den Eingangsanschluß, einen Ladestatus und einen Status der Batteriespannung an. Die Anzeigesektion kann Informationen nur während des EIN-Betriebes des Anzeigeschalters anzeigen.

Die Entladesteuerungssektion detektiert einen entladenen Strom der Batteriepackung, und sie schaltet den zweiten Entladeschalter aus und trennt die Batteriepackung ab, wenn der Strom übermäßig groß wird. Alternativ oder zusätzlich dazu schaltet die Entladesteuerungssektion dann, wenn die entladene Spannung der Batteriepackung detektiert wird und gleich oder kleiner als eine vorgegebene Spannung ist, sowohl den ersten als auch den zweiten Schalter ab und sperrt die Leistungsquellenversorgung zu der Einheit an der vorderen Stufe.

In einer Ausgestaltung ist die Leistungsquellen-Schaltungssektion, die für den Computer-Hauptkörper vorgesehen ist, im wesentlichen die gleiche wie die Einbauschaltung der Ersatzbatterie-Einheit, mit der Ausnahme, daß der erste Entladeschalter nicht vorgesehen ist.

Deshalb kann eine Vielzahl von Hilfsbatterie-Einheiten angeschlossen und verwendet werden, und der Computer kann entsprechend der Anzahl angeschlossener Hilfsbatterie-Einheiten für einen langen Zeitraum betrieben werden. Wenn geladen wird, ist es auch möglich, in einem Zustand, in welchem eine Vielzahl von Hilfsbatterie-Einheiten angeschlossen ist, sequentiell von der Einheit an der Computerseite ausgehend zu laden, und es ist ohne weiteres möglich, ohne Abnehmen einer jeden Einheit zu laden. Weiter wird, wenn der Computer im Einsatz ist, das Entladen sequentiell ausgeführt, beginnend mit der Ersatzbatterie-Einheit, welche an der Außenseite angeordnet ist, die am weitesten von dem Computer entfernt ist. Deshalb ist es im Falle des Abnehmens einiger der Hilfsbatterie-Einheiten leicht möglich, die Hilfsbatterie-Einheit von der Hilfsbatterie-Einheit abzunehmen, welche entleert worden ist. Wenn der Computer im Einsatz ist und der AC-Adapter angeschlossen ist, können ferner dann, wenn es einige Einheiten mit entleerten Batteriepackungen gibt, diese sequentiell geladen werden, beginnend mit der Einheit zur Seite des Computer-Hauptkörpers hin. Wenn in diesem Fall der Computer in einem Bereitschaftsstatus ist, in welchem der Stromverbrauch klein ist, wird ein Hochgeschwindigkeitsladen durchgeführt. Wenn der Computer in einem Betriebsstatus ist, in welchem ein Stromverbrauch groß ist, wird dann eine Trickle-Ladung durchgeführt.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Leistungsquellensystem eines Informationsverarbeitungssystems vorgesehen, umfassend: einen Hauptkörper eines portablen Systems, das ein Leistungsquellen-Schaltungsmittel aufweist; eine einzelne Hilfsbatterie-Einheit, welche in Reihe mit einem Leistungsquellen-Eingangsanschluß des Leistungsquellen-Schaltungsmittels elektrisch verbunden ist; und ein Batterie-Schaltungsmittel zum sequentiellen Laden der Hilfsbatterie-Einheit gemäß einer Reihenfolge des Leistungsquellen-Schaltungsmittels des Systemhauptkörpers und der Hilfsbatterie-Einheit und zum sequentiellen Entladen der Hilfsbatterie-Einheit gemäß der Reihenfolge der Hilfsbatterie-Einheit und des Leistungsquellen-Schaltungsmittels des Systemhauptkörpers.

In dem Leistungsquellensystem, an das die einzelne Ersatzbatterie-Einheit angeschlossen ist, ist das Laden möglich, während die Hilfsbatterie-Einheit angeschlossen ist, und es ist nicht notwendig, die Hilfsbatterie-Einheit abzunehmen, so daß das Laden leicht möglich ist. Wenn der Computer im Einsatz ist, wird das Entladen mit der Ersatzbatterie-Einheit begonnen, und wenn die Ersatzbatterie-Einheit vollkommen aufgebraucht ist, wird der Entlademodus auf das Entladen von der Batteriepackung des Hauptkörpers umgeschaltet. Wenn es einige Einheiten mit vollkommen entladenen Batteriepackungen gibt, kann ferner durch Anschließen des AC-Adapters während des Einsatzes des Computers das Laden sequentiell ausgeführt werden, während der Computer im Einsatz ist, und zwar entsprechend der Reihenfolge der in den Computer-Hauptkörper eingebauten Batteriepackung und der Ersatzbatterie-Einheit.

Es wird jetzt beispielhaft auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, in denen:

1 eine erläuternde Schemazeichnung ist, welche eine Ausgestaltung eines ersten Aspektes der Erfindung zeigt, in welcher eine Vielzahl von Hilfsbatterie-Einheiten an einen Computer angeschlossen ist;

2 eine Explosions-Schemazeichnung entsprechend 1 ist;

3 eine Rückansicht von einer der Hilfsbatterie-Einheiten ist;

4 eine Draufsicht auf die Hilfsbatterie-Einheit ist;

5 eine Vorderansicht der Hilfsbatterie-Einheit ist;

6 eine linke Seitenansicht der Hilfsbatterie-Einheit ist;

7 ein Blockdiagramm ist, welches ein Leistungsquellensystem zeigt, das die Erfindung verkörpert;

8 ein Blockschaltungsdiagramm ist, welches ein Beispiel für den Aufbau einer Batterieschaltungssektion einer Ersatzbatterie-Einheit des Systems von 7 zeigt;

9 ein Flußdiagramm ist, welches eine Verarbeitungsoperation der Batterieschaltungssektion von 8 zeigt;

10 ein Flußdiagramm ist, welches die Einzelheiten eines Ladeprozesses zeigt, der in dem Flußdiagramm von 9 gezeigt ist;

11 ein Blockschaltungsdiagramm ist, welches ein anderes Beispiel für den Aufbau einer Batterieschaltungssektion zeigt, welche in diesem Falle in einen Computer eingebaut ist;

12 ein Flußdiagramm ist, welches eine Verarbeitungsoperation der Batterieschaltungssektion von 11 zeigt;

13 ein Flußdiagramm ist, welches die Einzelheiten eines Ladeprozesses zeigt, welcher in dem Flußdiagramm von 12 gezeigt ist;

14 eine erläuternde Schemazeichnung ist, welche eine Ausgestaltung eines zweiten Aspektes der Erfindung zeigt, in welcher eine einzelne Hilfsbatterie-Einheit an einen Computer angeschlossen ist;

15 ein Blockdiagramm ist, welches ein Beispiel für den Aufbau der Ausgestaltung von 14 zeigt;

16 ein Schaltungsblockdiagramm ist, welches eine Ausgestaltung einer Batterieschaltungssektion einer Ersatzbatterie-Einheit zeigt;

17 ein Flußdiagramm ist, welches eine Verarbeitungsoperation der Batterieschaltungssektion von 16 zeigt; und

18 ein Flußdiagramm ist, welches die Einzelheiten eines Ladeprozesses zeigt, welcher in dem Flußdiagramm von 17 gezeigt ist.

1 zeigt die erste Ausgestaltung der Erfindung, in welcher eine Vielzahl von Batterieeinheiten eingesetzt wird.

In der 1 umfaßt ein Personalcomputer 10: einen Computer-Hauptkörper 12 mit einer Tastatur; und eine schließbare Anzeigesektion 14, welche als eine Abdeckung für den Computer-Hauptkörper 12 dient. Eine Flüssigkristall-Anzeigetafel oder dergleichen ist an der Innenseite der Anzeigesektion 14 vorgesehen (im offenen Zustand, wie er in der Schemazeichnung gezeigt ist). Beispielsweise sind zwei Hilfsbatterie-Einheiten 16-1 und 16-2 hinter dem Computer-Hauptkörper 12 angebracht.

2 zeigt die Art und Weise, in welcher die Batterie-Einheiten 16-1 und 16-2 an den Computer-Hauptkörper 12 in 1 angeschlossen werden. Zuerst wird ein Verbinder 24-1 an einem Ende eines Kabels 32-1, welches für die Hilfsbatterie-Einheit 16-1 vorgesehen ist, mit dem externen Leistungsquellen-Eingangsanschluß des Computer-Hauptkörpers 12 verbunden. Die Spitzen von Schrauben 20-1 und 20-2, deren Köpfe an der Rückseite der Hilfsbatterie-Einheit 16-1 vorstehen, werden unmittelbar vor den Schraubenlöchern 18-1 und 18-2 positioniert und sodann eingeschraubt und fixiert.

Anschließend wird die Hilfsbatterie-Einheit 16-2 angebracht. Zuerst wird ein Verbinder 24-2, mit welchem ein Kabel 32-2 an der Seite der Anbringungsfläche der Hilfsbatterie-Einheit 16-2 verbunden ist, an den Leistungsquellen-Eingangsanschluß hinter der Hilfsbatterie-Einheit 16-1 angeschlossen, welche schon angebracht worden ist. Die Schraubenabschnitte an den Spitzen der Schrauben 22-1 und 22-2 der Batterie-Einheit 16-2 werden unmittelbar vor den Schrauben 20-1 und 20-2 der Hilfsbatterie-Einheit 16-1 positioniert, welche bereits angebracht worden ist. In den Köpfen der Schrauben 20-1 und 20-2 sind Schraubenlöcher ausgebildet. Durch Schrauben der Schraubenabschnitte an den Spitzen der Schrauben 22-1 und 22-2 in die Schraubenlöcher der Kopfabschnitte der Schrauben 20-1 und 20-2 kann demnach die Hilfsbatterie-Einheit 16-2 an der Hilfsbatterie-Einheit 16-1 befestigt werden.

Ein Verbinder 26 eines Kabels 34, welches aus dem AC-Adapter herausgeführt ist, der zum Laden eingesetzt wird, wird an den Leistungsquellen-Eingangsanschluß der Hilfsbatterie-Einheit 16-2 angeschlossen, welche als zweite angebracht wurde. Durch Anschließen des Verbinders 26 von dem AC-Adapter können die Hilfsbatterie-Einheiten 16-1 und 16-2 und ferner eine Batterie der Leistungsquellen-Schaltungssektion, die in den Personalcomputer 10 eingebaut ist, geladen werden.

LED-Anzeigesektionen 30-1 und 30-2, in welchen eine Vielzahl von lichtemittierenden Dioden (light emitting diodes = LED) angeordnet sind, sind in den oberen Bereichen der Hilfsbatterie-Einheiten 16-1 und 16-2 vorgesehen. Die LED-Anzeigesektionen 30-1 und 30-2 führen die Anzeigeoperationen für einen Zeitraum aus, während dessen LED-Schalter 28-1 und 28-2, die seitlich von LED-Anzeigesektionen 30-1 und 30-2 vorgesehen sind, gedrückt werden.

Die 3, 4, 5 und 6 zeigen eine Rückansicht, eine Draufsicht, eine Vorderansicht bzw. eine Ansicht der linken Seite der Hilfsbatterie-Einheit 16-1, die in 1 gezeigt ist. Wie aus der Rückansicht der 3 offensichtlich wird, ist auf der Rückseite der Hilfsbatterie-Einheit 16-1 ein Leistungsquellen-Eingangsanschluß 36 vorgesehen, und die Schrauben 20-1 und 20-2 mit Schraubenlöchern in ihren Köpfen sind an zwei Positionen der oberen Ecken des oberen Bereiches vorgesehen. Wie aus der Draufsicht der 4 offensichtlich wird, ist die LED-Anzeigesektion 30-1, welche fünf LEDs verwendet, in dem oberen Bereich der Hilfsbatterie-Einheit 16-1 vorgesehen. Der LED-Schalter 28-1 ist in der Nähe der LED-Anzeigesektion 30-1 vorgesehen. Eine gedruckte Leiterplatte 40, auf welcher eine Schaltungseinheit eingerichtet worden ist, sowie eine Batteriepackung 38 sind in der Hilfsbatterie-Einheit 16-1 vorgesehen, wie mit einer gestrichelten Linie gezeigt ist. In der Ausgestaltung sind acht NiCd-Zellen in der Batteriepackung 38 in einem Status angeordnet, in welchem sie in Reihe miteinander verbunden sind. Da jede NiCd-Zelle eine nominelle Spannung von 1,2 V hat, ist die nominelle Ausgangsspannung der Batteriepackung 38 gleich 9,6 V.

Wie in der Vorderansicht der 5 gezeigt ist, wird der an das Kabel 32-1 angeschlossene Verbinder 24-1 in dem konkaven Abschnitt an der linken unteren Ecke der Hilfsbatterie-Einheit 16-1 aufgenommen. Ferner durchdringt, wie in der Ansicht der linken Seite von 6 gezeigt ist, die Schraube 20-1 das Innere der Batterie-Einheit 16-1, und der Schraubenabschnitt steht mit der Spitze vor. Vier Zellen sind von der Batteriepackung 38 umfaßt, wenn man diese von der Seite sieht, und da diese Zellen in zwei Reihen vorgesehen sind, wie in 4 gezeigt ist, ist klar, daß insgesamt acht Zellen enthalten sind.

7 zeigt ein Beispiel für die Konstruktion eines die Erfindung verkörpernden Leistungsquellensystems, welches von zwei Hilfsbatterie-Einheiten Gebrauch macht (erste Ausgestaltung). Der Personalcomputer 10 hat einen darin angeordneten Computerschaltkreis 44. Eine Energiequelle wird dem Computerschaltkreis 44 von einem Leistungsquellen-Schaltungsmittel 46 zugeleitet (auf das im folgenden als Leistungsquellen-Schaltungssektion Bezug genommen wird). Eine Hauptbatteriepackung ist in der Leistungsquellen-Schaltungssektion 46 eingeschlossen. Ein Stromverbrauch des Computerschaltkreises 44 ist beispielsweise gleich oder größer als 160 mA im Betriebsmodus und ist gleich oder kleiner als 1 mA im Bereitschaftsmodus. Ein Eingangsverbinder 48 ist für die Leistungsquellen-Schaltungssektion 46 vorgesehen.

Die Hilfsbatterie-Einheit 16-1 hat einen Eingangsverbinder 50-1, eine Batterieschaltungssektion 52-1 und einen Ausgangsverbinder 54-1. In ähnlicher Weise hat die Batterie-Einheit 16-2 auch einen Eingangsverbinder 50-2, eine Batterieschaltungssektion 52-2 und einen Ausgangsverbinder 54-2. Ein AC-Adapter 42 nimmt beispielsweise eine handelsüblich zur Verfügung stehende Spannung von AC 100 V (Wechselspannung von 100 V) auf und gibt eine spezifizierte DC-Spannung (Gleichstromspannung) ab. In der Ausgestaltung erzeugt der AC-Adapter 42 (eine Spannung von) DC 15 V und hat eine Stromkapazität von 1,33 A. Der AC-Adapter 42 ist angeschlossen, während der Personalcomputer 10 und die Hilfsbatterie-Einheiten 16-1 und 16-2 geladen werden. Es ist auch möglich, den Personalcomputer 10 bei einem Anschluß des AC-Adapters 42 zu betreiben, wenn er an einer Stelle eingesetzt wird, wo die AC-Leistungsquelle zur Verfügung steht. Da jedoch der Personalcomputer 10 grundsätzlich als portabler Typ verwendet wird, kann man davon ausgehen, daß der AC-Adapter 42 normalerweise nicht an den Computer 10 während dessen Einsatzes angeschlossen ist.

8 zeigt ein Beispiel des Schaltungsaufbaus der Hilfsbatterie-Einheit, welcher in der ersten Ausgestaltung verwendet wird. Ein Rauschfilter 100 ist an der Ausgangsseite eines Eingangsverbinders 50 vorgesehen. Eine Leistungsquellenleitung von dem Rauschfilter 100 verläuft durch eine Zener-Diode 102, und eine Sicherung 104 ist an einen Analogschalter 106 angeschlossen, welcher als erster Entladeschalter dient. Ein Ausgang des Analogschalters 106 ist über einen Abfragewiderstand 108 (der zum Detektieren eines Ausgangsstromes verwendet wird) über ein Rauschfilter 110 mit einem Ausgangsverbinder 52 verbunden.

Ein Widerstand von 1 &OHgr; wird beispielsweise als Abfragewiderstand oder Fühlwiderstand 108 verwendet.

Eine Batteriepackung 112 ist durch eine serielle Verbindung von acht NiCd-Zellen 114 gebildet. Da eine Ausgangsspannung einer NiCd-Zelle 114 bei voller Ladung nominell gleich 1,2 V beträgt, erzeugt die Batteriepackung 112 nominell 9,6 V in einem voll geladenen Zustand. Eine Kapazität der Batteriepackung 112 ist beispielsweise gleich 1400 mA/h. Die Batteriepackung 112 beinhaltet einen Thermistor 164, um eine innere Temperatur zu detektieren.

Ein Ladesystem für die Batteriepackung 112 ist wie folgt aufgebaut. Eine Ausgangsleitung des Rauschfilters 100, welches mit dem Eingangsverbinder 50 verbunden ist, ist verzweigt und mit einem Hochgeschwindigkeits-Ladeschaltkreis 122 verbunden. Ein Ausgang des Hochgeschwindigkeits-Ladeschaltkreises 122 verläuft durch eine Zener-Diode 124 und ist mit einer Plusseite der Batteriepackung 112 verbunden. Parallel zu dem Hochgeschwindigkeits-Ladeschaltkreis 122 ist ein serieller Schaltkreis oder ein Trickle-Widerstand 126 sowie ein Analogschalter 128 verbunden. Ein Widerstand von 470 &OHgr; wird als Trickle-Widerstand 126 verwendet.

Ein Entladesystem von der Batteriepackung 112 wird jetzt beschrieben. Die Plusseite der Batteriepackung 112 ist über einen Abfragewiderstand 116, welcher zum Detektieren eines Entladestromes eingesetzt wird, mit einem Analogschalter 118 verbunden. Der Analogschalter 118 wirkt als zweiter Entladeschalter. Ein Widerstand von 1 &OHgr; wird als Abfragewiderstand 116 verwendet. Ein Ausgang des Analogschalters 118 ist über eine Zener-Diode 120 mit einer Kathodenseite der Zener-Diode 102 verbunden. Infolgedessen muß sowohl der Analogschalter 118 als auch der Analogschalter 106 eingeschaltet werden, um die Batteriepackung 112 zu entladen.

Eine Ladesteuerung und eine Entladesteuerung für die Batteriepackung 112 werden durch einen Mikroprozessor 130 durchgeführt. Regler 134 und 142 sind als Leistungsguellensektion vorgesehen, um eine Leistungsquellenspannung des gesamten Schaltkreises einschließlich des Mikroprozessors 130 zu erzeugen. Eine Spannung auf der Geräteseite der Sicherung 104 wird über einen Umschalt-Schaltkreis 132 und eine Sicherung 105 an den Regler 134 angelegt. Der Umschalt-Schaltkreis 132 wird eingeschaltet, wenn eine Eingangsspannung beispielsweise 4 V übersteigt, und er liefert eine Leistungsquellenspannung an den Regler 134. Der Regler 134 wandelt die Eingangsspannung in eine vorgegebene Ausgangs-Konstantspannung Vcc1 um. Beispielsweise wird als Leistungsquellenspannung Vcc1 eine Spannung von 3,2 V verwendet. Ein Bezugspannungs-Erzeugungsschaltkreis 136 erzeugt eine Bezugsspannung Vcc2, beispielsweise 1,235 V auf der Basis der Ausgangsspannung Vcc1, die durch den Regler 134 abgegeben wird. Die Bezugsspannung wird von dem AD-Wandler verwendet, um Daten an den Mikroprozessor 130 zu liefern.

Der Regler 142 empfängt die Eingangsspannung, wenn ein Analogschalter 140 eingeschaltet wird, und er erzeugt eine Leistungsquellenspannung Vcc3, beispielsweise 3,0 V, die an den Mikroprozessor 130 angelegt wird. Der Analogschalter 140 wird als Reaktion auf ein Steuersignal E9 eingeschaltet, wenn der Mikroprozessor 130 detektiert, daß ein AC-Adapter an den Eingangsverbinder 50 angeschlossen ist. Deshalb wird in dem Fall, wenn der AC-Adapter nicht an den Eingangsverbinder 50 angeschlossen ist, der Analogschalter 140 ausgeschaltet, und die Leistungsquellenspannung Vcc3 von dem Regler 142 wird abgetrennt. Die Leistungsquellenspannung Vcc3 von dem Regler 142 wird hauptsächlich als eine Leistungsquellenspannung eines Ladeschaltungssystems verwendet. Demzufolge wird, wenn während der Entladesteuerung kein AC-Adapter angeschlossen ist, der Regler 142 abgetrennt, wodurch ein Verbrauch elektrischer Leistung infolge des Ladeschaltungssystems verhindert wird.

Ein Rückstellschaltkreis 138 arbeitet, wenn die Leistungsquellenspannung Vcc1 von dem Regler 134 empfangen wird, und er erzeugt ein Rückstellsignal E1 "Leistung EIN" für den Mikroprozessor 130. Als Folge des Rückstellsignals E1 "Leistung EIN" führt der Mikroprozessor 130 eine Anfangs-Rückstellung aus.

Der Mikroprozessor 130 hat eine Ladesteuerungssektion 182, eine Entladesteuerungssektion 184 und eine Anzeigesteuerungssektion 186, welche durch eine Programmsteuerung realisiert sind.

Wenn die Ladesteuerungssektion 182 den Anschluß des AC-Adapters detektiert, setzt die Ladesteuerungssektion 182 den Hochgeschwindigkeits-Ladeschaltkreis 122 auf. der Basis eines Detektiersignals E3 (Ausgangsstrommessung) in Betrieb, welches durch einen Ausgangsstrom-Detektierschaltkreis 150 zu diesem Zeitpunkt erzeugt wird, und ermöglicht dadurch, daß die Ladeoperation der Batteriepackung 112 ausgeführt wird. Im einzelnen wird zuerst geprüft, ob der AC-Adapter an den Eingangsverbinder 50 angeschlossen ist oder nicht, und zwar auf der Basis eines Spannungsdetektiersignals E2, welches von einer Spannungsteileranordnung erhalten wird, die Widerstände 146 und 148 umfaßt, welche einen Spannungsdetektierschaltkreis 144 bilden. Eine Eingangsspannung von dem Eingangsverbinder 50 ist gleich DC 15 V (15 V Gleichspannung), in dem Fall, wenn der AC-Adapter angeschlossen ist, DC 9,6 V, in dem Fall, wenn eine andere Hilfsbatterie-Einheit angeschlossen ist, und DC 0 V, in dem Fall, wenn weder der AC-Adapter noch irgendeine andere Hilfsbatterie-Einheit angeschlossen ist. Deshalb kann die Ladesteuerungssektion 182 des Mikroprozessors 130 den Anschluß des AC-Adapters durch eine Spannungsdetektierung der DC 15 V auf der Basis des Spannungsdetektiersignals E2 von dem Spannungsdetektierschaltkreis 144 erkennen. Wenn der Anschluß des AC-Adapters detektiert wird, wird die Ladesteuerungsoperation durch die Ladesteuerungssektion 182 gestartet. Die Ladesteuerungsoperation wird entsprechend der Größe des Stromdetektiersignals E3 von dem Ausgangsstrom-Detektierschaltkreis 150 ausgeführt. Beispielsweise wird zuerst Ith = 1 mA als Schwellenstrom Ith des Ausgangsstromes eingestellt. Die Ladesteuerungssektion 182 setzt den Hochgeschwindigkeits-Ladeschaltkreis 122 in Betrieb, wenn der detektierte Ausgangsstrom gleich oder kleiner als der Schwellenstrom Ith = 1 mA ist, wodurch veranlaßt wird, daß die Batteriepackung 112 geladen wird, und veranlaßt, daß der Maximalwert des Ladestromes auf 1,2 A eingestellt wird. Die Ladezeit der Batteriepackung 112 durch das Hochgeschwindigkeitsladen beträgt beispielsweise 1,2 Stunden. Wenn der durch den Ausgangsstrom-Detektierschaltkreis 150 detektierte Ausgangsstrom gleich oder größer als der Schwellenstrom Ith = 1 mA ist, stoppt die Ladesteuerungssektion 182 den Betrieb des Hochgeschwindigkeits-Ladeschaltkreises 122 und schaltet den Analogschalter 128 ein, und schaltet so auf ein Trickle-Laden durch den Trickle-Widerstand 126 um. Das Trickle-Laden wird durchgeführt, während der Personalcomputer in Betrieb ist.

Der Hochgeschwindigkeits-Ladeschaltkreis 122 und der Analogschalter 128 für das Trickle-Laden werden durch Steuerungssignale E12 und E13 von dem Mikroprozessor 130 gesteuert. Wenn die Ladesteuerungssektion 182 den Anschluß des AC-Adapters detektiert, wird das Steuerungssignal E12 aktiviert. Der Hochgeschwindigkeits-Ladeschaltkreis 122 arbeitet mit negativer Logik auf der Basis der Steuerungssignale E12 und E13. Deshalb wird nach dem Detektieren des AC-Adapters das Steuerungssignal E12 auf den niedrigen Pegel eingestellt. Das Steuerungssignal E13 wird aktiv, wenn der Ausgangsstrom gleich oder kleiner als der Schwellenstrom Ith = 1 mA ist. D.h., da dieses ein Signal entsprechend einer negativen Logik ist, wird das Steuerungssignal E13 auf den niedrigen Pegel eingestellt. Der Hochgeschwindigkeits-Ladeschaltkreis 122 arbeitet, wenn beide, nämlich das Steuerungssignal E12 und das Steuerungssignal E13, auf den niedrigen Pegel eingestellt sind, wodurch das Laden mit hoher Geschwindigkeit ausgeführt wird. Der Hochgeschwindigkeits-Ladeschaltkreis 122 hat ein NAND-Gatter, welchem die Steuerungssignale E12 und E13 zugeführt werden, einen Transistorschalter, welcher durch einen Ausgang des NAND-Gatters ein-/ausgeschaltet wird, und einen Strombegrenzungsschaltkreis, um den Ladestrom in dem EIN-Status des Transistorschalters auf einen vorgegebenen Hochgeschwindigkeits-Ladestromwert zu begrenzen.

Der Analogschalter 128 arbeitet mit positiver Logik. Wenn der durch den Ausgangsstrom-Detektierschaltkreis 150 detektierte Ausgangsstrom den Schwellenstrom Ith = 1 mA überschreitet, wechselt das Steuerungssignal E13 von dem niedrigen Pegel auf den hohen Pegel. Infolgedessen wird der Betrieb des Hochgeschwindigkeits-Ladeschaltkreises 122 gestoppt, wird der Analogschalter 128 gleichzeitig eingeschaltet und wird das Trickle-Laden der Batteriepackung 112 über den Trickle-Widerstand 126 gestartet. Während des Trickle-Ladens wird der Ladestrom durch einen Widerstandswert von 470 &OHgr; des Trickle-Widerstandes 126 entsprechend der Spannungsdifferenz zwischen der Eingangsspannung von dem AC-Adapter und der gegenwärtigen Ladespannung der Batteriepackung 112 bestimmt.

Der Ladebetrieb der Ladesteuerungssektion 182 wird in jedem der folgenden Fälle gestoppt: wenn nämlich eine vorgegebene Zeit, die durch einen bei dem Start des Ladevorganges aktivierten Zeitgeber gemessen wird, beispielsweise 1,2 Stunden, für das Hochgeschwindigkeitsladen abläuft; wenn durch den für die Batteriepackung 112 vorgesehenen Thermistor 164 eine abnormale Temperatur detektiert wird; und ferner, wenn die volle Ladung auf der Basis einer Änderung der Ladespannung der Batteriepackung 112 detektiert wird.

Damit der Mikroprozessor 130 einen solchen Status der Batteriepackung erkennt, sind ein AD-Wandler 156 zum Detektieren eines Batteriestromes, ein AD-Wandler 158 zum Detektieren einer Temperatur, ein AD-Wandler 160 zum Detektieren einer Batteriespannung und ein AD-Wandler 162 zum Detektieren des Vorhandenseins oder des Fehlens der Batterie vorgesehen. Der AD-Wandler 156 zum Detektieren des Batteriestromes empfängt eine Spannung über den für den Entladeschaltkreis vorgesehenen Abfragewiderstand 116 und wandelt die empfangene Spannung in ein digitales Spannungsdetektiersignal E4 um, welches dem Mikroprozessor 130 zugeführt wird. Der AD-Wandler 158 zum Detektieren der Temperatur liefert, basierend auf dem in die Batteriepackung 112 eingebauten Thermistor 164, ein Temperaturdetektiersignal E5 an den Mikroprozessor 130. Der AD-Wandler 160 zum Detektieren der Batteriespannung liefert ein Spannungsdetektiersignal E6, welches er durch Umwandlung der Ladespannung der Batteriepackung 112 gewinnt, an den Mikroprozessor 130. Ferner liefert der AD-Wandler 162 zum Detektieren des Vorhandenseins oder Fehlens der Batterie ein Detektiersignal E7, welches das Vorhandensein oder Fehlen des Anschlusses der Batteriepackung 112 angibt, an den Mikroprozessor 130.

Ferner verläuft eine Signalleitung, welche durch einen Widerstand 166 auf die Leistungsquellenspannung +Vcc1 hochgesetzt wird, in die Batteriepackung 112 hinein, wie durch eine gestrichelte Linie gezeigt ist, und versieht den Mikroprozessor 130 mit einem Detektiersignal E8, falls die Batteriepackung 112 leckt. Wenn beispielsweise Feuchtigkeit oder Wasser in die Batteriepackung 112 eindringt, fließt ein Kurzschlußstrom durch den Widerstand 166, und das Leckstromdetektiersignal E8 fällt auf 0 V ab. Deshalb kann der Mikroprozessor 130 einen Kurzschluß der Batteriepackung 112 durch einen solchen Spannungsabfall detektieren.

Die Anzeigesteuerungssektion 186, die in dem Mikroprozessor 130 vorgesehen ist, führt eine Anzeigesteuerung der LED-Anzeigesektion 30 aus. Fünf LEDs 170, 172, 174, 176 und 178 sind in der LED-Anzeigesektion 30 vorgesehen, und sie werden durch Steuerungssignale E15, E16, E17, E18 und E19 betrieben. Die Anzeigesteuerungssektion 186 arbeitet und betreibt die Anzeigesektion 30, wenn ein LED-Schalter 28 sich in der EIN-Position befindet. Der LED-Schalter 28 wird durch einen Widerstand 168 auf die Leistungsquelle Vcc1 hochgesetzt. Wenn der LED-Schalter 28 in der AUS-Position ist, ist ein Schaltersignal E14 auf dem hohen Pegel, weil es auf die Leistungsquellenspannung Vcc1 hochgesetzt worden ist. Wenn der LED-Schalter 28 eingeschaltet wird, wird das Schaltersignal E14 auf den niedrigen Pegel eingestellt, so daß die Anzeigesteuerungssektion 186 arbeitet. Die LED 170 wird durch das Steuerungssignal E15 zum Leuchten gebracht, wenn der Eingang von DC 15 V von dem AC-Adapter detektiert wird. Die LEDs 172, 174 und 176 werden durch die Steuerungssignale E16 bis E18 entsprechend der Größe der Ladespannung der Batteriepackung 112 sequentiell zum Leuchten gebracht. Beispielsweise werden die drei LEDs 172, 174 und 176 durch die volle Ladung der Batteriepackung 112 zum Leuchten gebracht, während nur die beiden LEDs 174 und 176 zum Leuchten gebracht werden, wenn die Spannung niedrig ist. Nur die LED 176 wird zum Leuchten gebracht, wenn die Spannung noch niedriger ist. Ferner flackert die LED 178 entsprechend dem Steuerungssignal E19, wenn ein Abfall in der Batteriespannung detektiert wird. Wenn demnach die LED 178 flackert, während der LED-Schalter 28 auf EIN steht, ist es offensichtlich, daß ein Laden erforderlich ist.

Der Mikroprozessor 130 arbeitet unter Verwendung von Takten von 1,8 MHz und 32 kHz von Quarzoszillatoren 152 und 154, die außerhalb des Mikroprozessors 130 angeordnet sind. Beispielsweise wird ein Vier-Bit-Mikroprozessor als Mikroprozessor 130 eingesetzt.

Das Flußdiagramm der 9 zeigt eine Verarbeitungsoperation durch den in 8 vorgesehenen Mikroprozessor 130.

Wenn eine 4 V überschreitende Leistungsquellenspannung geliefert wird, wird der Umschalt-Schaltkreis 132 eingeschaltet, und er liefert die Leistungsquellenspannung an den Regler 134. Als Reaktion auf das Rückstellsignal E1 "Leistung EIN" von dem Rückstellschaltkreis 138 führt der Mikroprozessor 130 eine Initialisierung bei Schritt S1 aus. Anschließend wird bei Schritt S2 geprüft, ob die Batteriepackung 112 angeschlossen ist oder nicht. Wenn die Batteriepackung 112 nicht angeschlossen ist, wird bei Schritt S8 ein Alarm erzeugt, und die Verarbeitungsroutine wird als abnormaler Zustand beendet. wenn die Batteriepackung 112 normal angeschlossen ist, folgt Schritt S3, und es wird geprüft, ob ein AC-Adapter angeschlossen worden ist oder nicht. Genauer gesagt, es wird beurteilt, daß der AC-Adapter angeschlossen ist, wenn die Eingangsspannung gemäß dem Spannungsdetektiersignal E2 von dem Spannungsdetektierschaltkreis 144 gleich DC 15 V ist. Wenn der AC-Adapter angeschlossen ist, folgt Schritt S9. Der Analogschalter 106, welcher als erster Entladeschalter dient, wird eingeschaltet, und der Analogschalter 118, welcher als zweiter Entladeschalter dient, wird ausgeschaltet. Die Verarbeitungsroutine geht bei Schritt S10 zu einem Ladeprozeß über. Die Einzelheiten des Ladeprozesses bei Schritt S10 sind als Subroutine in 10 gezeigt.

In dem Fall, wenn bei Schritt S3 beurteilt wird, daß kein AC-Adapter angeschlossen ist, folgt Schritt S4, und es wird geprüft, ob eine andere Hilfsbatterie-Einheit angeschlossen worden ist oder nicht. Wenn eine andere Hilfsbatterie-Einheit angeschlossen ist, ist die Eingangsdetektierspannung von dem Spannungsdetektierschaltkreis 144 gleich DC 9,6 V. wenn beurteilt wird, daß eine andere Hilfsbatterie-Einheit angeschlossen ist, wird bei Schritt S11 der als erster Entladeschalter dienende Analogschalter 106 in einer Weise eingeschaltet, die dem Fall bei Schritt S9 ähnlich ist; wird der als zweiter Entladeschalter dienende Analogschalter 118 ausgeschaltet und wird die von der angeschlossenen Hilfsbatterie-Einheit gelieferte, über den Eingangsverbinder 50 empfangene Spannung von dem Analogschalter 106, welcher sich im EIN-Status befindet, direkt zu dem Ausgangsverbinder 52 geliefert.

Wenn bei Schritt S4 eine andere Batterieeinheit nicht angeschlossen ist, d.h., wenn die Eingangsdetektierspannung gleich 0 V ist, folgt Schritt S5. Die Analogschalter 118 und 106 (erster bzw. zweiter Entladeschalter) werden jeweils eingeschaltet. Infolgedessen wird ein Entladeschaltkreis von der Batteriepackung 112 zu dem Ausgangsverbinder 52 gebildet, und man erhält einen Entladestatus unter Verwendung der der Einheit eigenen Batteriepackung 112.

Wenn bei Schritt S5 der Entladestatus eingerichtet ist, wird bei Schritt S6 ein Abfall der Batteriespannung unterschieden, und ein Überstrom wird bei Schritt S7 detektiert. Wenn ein derartiger Abfall der Batteriespannung oder ein derartiger Überstrom detektiert wird, folgt Schritt S12, und der Analogschalter 118 (zweiter Entladeschalter) wird ausgeschaltet, und der Entladebetrieb der Batteriepackung 112 wird gestoppt. Was das Stoppen der Entladung infolge des Abfalls der Batteriespannung bei Schritt S6 betrifft, so wird zusätzlich zu dem Prozeß des Mikroprozessors 130 dann, wenn die Eingangsspannung des in der Leistungsquellen-Schaltungssektion vorgesehenen Umschalt-Schaltkreises 132 gleich oder kleiner als 4 V ist, die Leistungszufuhr zu dem Regler 34 unterbrochen. Infolgedessen wird der Betrieb der gesamten Schaltungssektion einschließlich des Mikroprozessors 130 gestoppt, wird das Entladen der Batteriepackung 112 im wesentlichen gestoppt, wodurch eine Beschädigung der Batteriepackung 112 durch übermäßiges Entladen verhindert wird.

10 zeigt Einzelheiten des bei Schritt S10 in 9 gezeigten Ladeprozesses als Subroutine. Wenn der Mikroprozessor 130 den Anschluß des AC-Adapters detektiert, wird der Ladeprozeß in 10 gestartet. Bei Schritt S1 wird zuerst geprüft, ob der von dem Ausgangsstrom-Detektierschaltkreis 150 detektierte Ausgangsstrom gleich oder kleiner als der Schwellenstrom Ith ist oder nicht. Wenn beispielsweise Ith = 1 mA ist und der Ausgangsstrom gleich oder kleiner als 1 mA ist, folgt Schritt S2, und es wird der Hochgeschwindigkeits-Ladeschaltkreis 122 in Betrieb gesetzt, und der Hochgeschwindigkeits-Ladeprozeß wird gestartet. Während des Hochgeschwindigkeitsladens wird bei Schritt S3 geprüft, ob das Laden vollendet wurde oder nicht, und zwar durch Unterscheidung, ob der durch den Start des Ladens aktivierte Zeitgeber eine eingestellte Zeit, beispielsweise 1,2 Stunden, erreicht hat oder nicht. Bei Schritt S4 wird auf der Basis der Batteriespannung entschieden, ob eine Vollendung des Ladevorganges gegeben ist. Wenn die Batteriepackung 112 NiCd-Zellen 114 verwendet, steigt die Ladespannung im Laufe der Zeit an, und sie beginnt abzufallen, wenn diese vollständig geladen ist. Deshalb wird bei Schritt S4 entschieden, daß der Ladevorgang vollendet ist, wenn der Wert eines negativen Zeitänderungsverhältnisses infolge einer Abnahme der Ladespannung einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. Ferner wird bei Schritt S5 geprüft, ob die durch den in der Batteriepackung 112 vorgesehenen Thermistor 164 gemessene Detektiertemperatur gleich oder höher als ein festgelegter Wert ist oder nicht. Da zu befürchten ist, daß dann, wenn das Laden der Batteriepackung 112 plötzlich durchgeführt wird, die interne Temperatur ansteigt und die NiCd-Zelle selbst beschädigt wird, wird der Ladevorgang gestoppt, wenn die Detektiertemperatur gleich oder höher als der vorbestimmte Wert ist. Wenn man eines der Ergebnisse der Entscheidung bei den Schritten S3, S4 und S5 erhält, folgt Schritt S6, und es wird ein Ladestopp-Prozeß ausgeführt, um den Betrieb des Hochgeschwindigkeits-Ladeschaltkreises 122 zu stoppen. Ein derartiger Hochgeschwindigkeits-Ladeprozeß wird in einem Bereitschaftsmodus ausgeführt, in welchem der Personalcomputer 10 nicht eingesetzt ist.

Wenn andererseits der Personalcomputer 10 im Einsatz ist, überschreitet der Ausgangsstrom den Schwellenwert Ith. In diesem Fall geht die Verarbeitungsroutine vom Schritt S1 zum Schritt S7 über, und es wird ein Trickle-Ladeprozeß ausgeführt. D.h., der Betrieb des Hochgeschwindigkeits-Ladeschaltkreises 122 wird gestoppt, und gleichzeitig wird der Analogschalter 128 eingeschaltet. Während des Trickle-Ladevorganges hängt der Ladestrom von dem Widerstandswert (470 &OHgr;) des Trickle-Widerstandes 126 und einer Spannungsdifferenz zwischen der Zufuhrspannung des AC-Adapters zu dieser Zeit und der Ladespannung der Batteriepackung 112 ab. Mit Bezug auf die Trickle-Ladung wird auch geprüft, ob infolge der Vollendung des Ladens durch die Batteriespannung bei Schritt S4 oder des Anstieges der Batterietemperatur bei Schritt S5 irgendeine Abnormalität vorliegt. Wenn eine der obigen Bedingungen festgestellt wird, wird bei Schritt S6 ein Ladestopp-Prozeß durchgeführt.

11 zeigt die Leistungsquellen-Schaltungssektion 46, die in dem in 7 gezeigten Personalcomputer 10 vorgesehen ist. Die Leistungsquellen-Schaltungssektion 46, die in dem Personalcomputer vorgesehen ist, ist ein Schaltkreis, von welchem der Analogschalter 106, welcher als erster Entladeschalter in der Batterieschaltungssektion der in 8 gezeigten Hilfsbatterie-Einheit vorgesehen ist, entfernt wurde; im übrigen ist die verbleibende Schaltkreiskonstruktion im wesentlichen aber die gleiche. Deshalb sind in 11 die gleichen Bauelemente wie die in 8 mit im wesentlichen den gleichen Bezugszahlen im Hinblick auf die "Einer"-Stellen und die "Zehner"-Stellen bezeichnet, während jedoch die "Hunderter"-Stellen von "1" in "2" geändert sind. Beispielsweise ist das in 8 anschließend an den Eingangsverbinder 50 vorgesehene Rauschfilter 100 in 11 als Rauschfilter 200 gezeigt.

12 ist ein Flußdiagramm, welches die Verarbeitungsoperation der in dem Personalcomputer in 11 vorgesehenen Leistungsquellen-Schaltungssektion zeigt. Das Flußdiagramm in 12 entspricht dem Flußdiagramm der 9, welches sich auf die Hilfsbatterie-Einheit bezieht. Die Prozesse bei den Schritten 9 bis 11 in 9 sind entfernt, und die EIN-Operationen der ersten und zweiten Entladeschalter bei Schritt S5 sind in die EIN-Operation eines einzelnen Entladeschalters geändert. D.h., die Leistungsquellen-Schaltungssektion in 11, die in dem Personalcomputer vorgesehen ist, führt die Entladesteuerung unter Verwendung lediglich eines Analogschalters 218 aus, welcher in der Entladeleitung der Batteriepackung 212 angeordnet ist. Infolgedessen wird in dem Fall, wenn die Eingangsspannung von dem Eingangsverbinder 48 auf DC 15 V eingestellt ist und ein Verbindungszustand des AC-Adapters beurteilt wird, oder in dem Fall, wenn die Eingangsspannung auf DC 9,6 V eingestellt ist und diese als Zufuhrspannung von einer Hilfbatterie-Einheit beurteilt wird, der Analogschalter 218 abgeschaltet, und der Entladevorgang der dem Computer eigenen Batteriepackung 212 wird gestoppt. Wenn die Eingangsspannung von dem Eingangsverbinder 48 gleich 0 V ist, wird der Analogschalter 218 eingeschaltet, womit ein Entladen von der dem Computer eigenen Batteriepackung 212 ermöglicht wird.

13 zeigt den Ladeprozeß durch die in dem Personalcomputer vorgesehene Leistungsquellen-Schaltungssektion, welcher bei Schritt S9 in 12 als Subroutine gezeigt ist. Der Ladeprozeß ist im wesentlichen der gleiche Prozeß wie bei der Hilfsbatterie-Einheit, der in 10 gezeigt ist.

Die Ladeoperation und die Entladeoperation des Systems als Ganzes für den Fall, daß die beiden Hilfsbatterie-Einheiten 16-1 und 16-2 mit dem Personalcomputer 10 verbunden sind, wie in 7 gezeigt, werden jetzt beschrieben. Die Ladeoperation wird durch Anschließen des AC-Adapters 42 an die letzte Hilfsbatterie-Einheit 16-2 durchgeführt. Der AC-Adapter 42 erzeugt DC 15 V, die Batterie-Schaltungssektionen 52-2 und 52-1 der Hilfsbatterie-Einheiten 16-1 und 16-2 detektieren den Anschluß des AC-Adapters 42 aus ihren jeweiligen Eingangsspannungen von DC 15 V, und die jeweiligen Ladesteuerungssektionen der Einheiten 16-1 und 16-2 werden in den Betriebsmodus versetzt. In ähnlicher Weise erkennt die Leistungsquellen-Schaltungssektion 46 des Personalcomputers 10 auch den Anschluß des AC-Adapters 42 aus dessen Eingangsspannung von DC 15 V und versetzt seine Ladesteuerungssektion in den Betriebsmodus. Wenn jetzt angenommen wird, daß der Computerschaltkreis 44 sich in einem Bereitschaftsmodus befindet, wird das Hochgeschwindigkeitsladen zuerst zu der Batteriepackung 212 der in dem Personalcomputer 10 vorgesehenen Leistungsquellen-Schaltungssektion 46 durchgeführt, und zwar durch die Ladesteuerung sowohl der Leistungsquellen-Schaltungssektion 46 als auch der Batterie-Schaltungssektionen 52-1 und 52-2. Der Strom infolge des Hochgeschwindigkeitsladens wird durch die Hilfsbatterie-Einheiten 16-1 und 16-2 detektiert, und da der Strom den Schwellenstrom Ith übersteigt, erhält man den Trickle-Ladestatus. D.h., das Hochgeschwindigkeitsladen wird mit der Leistungsquellen-Schaltungssektion 46 des Personalcomputers 10 gestartet.

Wenn das Hochgeschwindigkeitsladen der dem Computer eigenen Batteriepackung durch die Leistungsquellen-Schaltungssektion 46 des Personalcomputers 10 abgeschlossen ist, wird der in die Hilfsbatterie-Einheiten 16-1 und 16-2 fließende Ausgangsstrom wieder zum Bereitschaftsstrom (Stand-by-Strom) des Personalcomputers 10. Jede dieser Einheiten startet die Ladeoperation aufs neue. Allerdings wird der Ausgangsstrom, welcher nach dem Beginn des Ladens in der dem Personalcomputer 10 nächstliegenden Hilfsbatterie-Einheit 16-1 fließt, durch die andere Hilfsbatterie-Einheit 16-2 detektiert, und deren Lademodus wird auf Trickle-Laden umgeschaltet. Infolgedessen wird anschließend, wenn das Hochgeschwindigkeitsladen des Personalcomputers 10 abgeschlossen ist, das Hochgeschwindigkeitsladen der Hilfsbatterie-Einheit 16-1 gestartet. Wenn das Hochgeschwindigkeitsladen der Hilfsbatterie-Einheit 16-1 beendet ist, wird schließlich der Lademodus auf das Hochgeschwindigkeitsladen der Hilfsbatterie-Einheit 16-2 umgeschaltet.

Wenn der Personalcomputer 10 in den Betriebsmodus eintritt und der Ausgangsstrom während des Hochgeschwindigkeitsladens entweder in dem Personalcomputer 10 oder den Hilfsbatterie-Einheiten 16-1 und 16-2 ansteigt, wird zu diesem Zeitpunkt der Lademodus von dem Hochgeschwindigkeitsladen auf das Trickle-Laden umgeschaltet. Deshalb kann jede der Ladeoperationen sequentiell ausgeführt werden, während der Personalcomputer 10 in Gebrauch ist.

Die Entladesteuerung in einem Status, in welchem der AC-Adapter 42 abgenommen ist, wird jetzt beschrieben. In einem Status, in welchem der AC-Adapter 42 abgenommen ist, ist die Eingangsspannung des Eingangsverbinders 50-2 der von dem Computer am weitesten entfernten Hilfsbatterie-Einheit 16-2 gleich 0 V. Infolgedessen erlaubt die Batterie-Schaltungssektion 52-2, daß die eigene Batteriepackung ihrer Einheit entladen wird. Da in der dem Personalcomputer nächstliegenden Hilfsbatterie-Einheit 16-1 die Eingangsspannung des Eingangsverbinders 50-1 infolge des Anschlusses der Hilfsbatterie-Einheit 16-2 gleich DC 9,6 V ist, schaltet die Batterie-Schaltungssektion 52-1 die eigene Batteriepackung ihrer Einheit ab, und die Batteriespannung von 9,6 V von der Hilfsbatterie-Einheit 16-2 wird direkt dem Personalcomputer 10 zugeführt. Da in der in dem Personalcomputer 10 vorgesehenen Leistungsquellen-Schaltungssektion 46 die Eingangsspannung des Eingangsverbinders 48 gleich DC 9,6 V ist, schaltet die Leistungsquellen-Schaltungssektion 46 die eigene Batteriepackung 212 des Computers ab und liefert 9,6 V, die sie von außerhalb empfängt, direkt an den Computerschaltkreis 44 als Leistungsquellenspannung.

Wenn das Entladen der Hilfsbatterie-Einheit 16-2 beendet ist, genauer gesagt, wenn die Batteriespannung in dieser Einheit auf 4 V oder weniger abfällt, wird die Eingangsspannung zum Eingangsverbinder 50-1 der Hilfsbatterie-Einheit 16-1 infolge des Abschaltens der Batteriepackung gleich 0 V, Deshalb beginnt die Batterie-Schaltungssektion 52-1 mit dem Entladen und schließt die eigene Batteriepackung ihrer Einheit an, womit DC 9,6 V an den Personalcomputer 10 geliefert wird. Die Leistungsquellen-Schaltungssektion 46 des Personalcomputers 10 ist immer noch in einem Status, in welchem das Entladen der eigenen Batteriepackung des Computers verhindert wird.

Wenn das Entladen der Hilfsbatterie-Einheit 16-1 beendet ist, genauer gesagt, wenn die Entladespannung niedriger als 4 V ist, ist die Eingangsspannung des Eingangsverbinders 48 des Personalcomputers 10 infolge des Abschaltens der Batterieeinheit gleich 0 V. Deshalb wird die Entladeoperation der Leistungsquellen-Schaltungssektion 46 ausgeführt, wird die eigene Batteriepackung des Computers an die Entladeleitung angeschlossen und wird das Entladen gestartet, um eine Leistungsquelle für den Computer-Schaltkreis 44 zur Verfügung zu stellen. Wie oben erwähnt, wird die Entladeoperation sequentiell ausgeführt, beginnend mit der Hilfsbatterie-Einheit 16-2, die in der Reihe am weitesten von dem Personalcomputer 10 entfernt angeschlossen ist.

Die maximale Anzahl (n) von Hilfsbatterie-Einheiten, welche an den Personalcomputer 10 angeschlossen werden können, wird auf den höchsten Wert (n) festgesetzt, welcher der folgenden Gleichung genügt, da dann, wenn die Leistungsquelle unter der notwendigen Leistungsquellenspannung liegt, der Personalcomputer 10 gestoppt wird. VAC – VF × n > Vdd

Dabei bezeichnet VAC eine Ausgangsspannung des AC-Adapters, VF bezeichnet eine Abfallspannung durch die Hilfsbatterie-Einheit, und Vdd bezeichnet eine Eingangsleistungsquellenspannung, welche für den Personalcomputer 10 erforderlich ist. Wenn beispielsweise jetzt angenommen wird, daß VAC = 15 V ist, VF = 1 V ist und Vdd = 9 V ist, erhält man n < 6. In diesem Fall kann demnach eine maximale Anzahl von sechs Hilfsbatterie-Einheiten angeschlossen werden.

14 zeigt eine abgewandelte Ausgestaltung der Erfindung. In der Ausgestaltung der 14 ist nur eine Hilfsbatterie-Einheit 16 für den Personalcomputer 10 vorgesehen. Die Hilfsbatterie-Einheit 16 hat den gleichen Aufbau wie eine der in 1 gezeigten Hilfsbatterie-Einheiten.

15 zeigt einen Systemaufbau gemäß der abgewandelten Erfindung von 14. Der Personalcomputer 10 hat den Computer-Schaltkreis 44, die Leistungsquellen-Schaltungssektion 46 sowie einen Eingangsverbinders 48 in einer Weise ähnlich der 7. Die Hilfsbatterie-Einheit 16 hat den Eingangsverbinder 50, eine Batterie-Schaltungssektion 52 und einen Ausgangsverbinder 54. Wenn geladen wird, ist der AC-Adapter 42 an den Eingangsverbinder 50 der Hilfsbatterie-Einheit 16 angeschlossen. Die Batterie-Schaltungssektion 52 der Hilfsbatterie-Einheit 16 hat einen Schaltungsaufbau, wie er in 16 gezeigt ist.

In der in 16 gezeigten einzelnen Hilfsbatterie-Einheit ist der Analogschalter 118, welcher in der Entladeleitung der Batteriepackung 112 in der Hilfsbatterie-Einheit in dem Fall vorgesehen war, wenn eine Vielzahl von Hilfsbatterie-Einheiten angeschlossen ist, entfernt worden. Die Entladesteuerung wird nur über den Analogschalter 106 durchgeführt, welcher zwischen den Eingangsverbindern 50 und 52 vorgesehen ist. Da der andere Schaltungsaufbau ähnlich dem in der Ausgestaltung der 8 ist, sind die gleichen Bauelemente durch die gleichen Bezugszahlen bezeichnet. Eine Ladesteuerungssektion 382, eine Entladesteuerungssektion 384 und eine Anzeigesteuerungssektion 386, welche durch eine Programmsteuerung realisiert werden, sind für den Mikroprozessor 130 vorgesehen.

Wenn der Schaltkreis von nur der einzelnen in 16 für den Personalcomputer 10 vorgesehenen Hilfsbatterie-Einheit mit der Leistungsquellen-Schaltungssektion verglichen wird, die in dem in 11 gezeigten Personalcomputer 10 vorgesehen ist, dann hat jeder Schaltkreis nur den einzelnen Analogschalter 106 oder den einzelnen Analogschalter 218, je nachdem, als Entladeschalter, und die Prozesse der Ladesteuerungssektionen 282 und 382 sind fast die gleichen, obwohl die Positionen der Analogschalter 106 und 218 in den zwei Schaltkreisen unterschiedlich sind.

17 zeigt die Verarbeitungsoperation in der Hilfsbatterie-Einheit in 16. Die Verarbeitungsoperation selbst ist im wesentlichen die gleiche wie die der 12, mit der Ausnahme, daß in dem Fall der 16 der Entladeschalter bei jedem der Schritte S5 und S10 der Analogschalter 106 ist, anstelle des Analogschalters 218, wie in dem Fall der 11. Mit Bezug auf die 18, in welcher der Ladeprozeß bei Schritt S9 in 17 als Subroutine gezeigt ist, ist der Prozeß fast der gleiche wie der von 13.

Im Betrieb des in 15 als Ganzes gezeigten Systems wird die Batteriepackung der Leistungsquellen-Schaltungssektion 46 des Personalcomputers 10 zuerst geladen, und die Batteriepackung der Batterie-Schaltungssektion 52 der Hilfsbatterie-Einneit 16 wird anschließend geladen. Andererseits wird der Entladebetrieb mit der Batteriepackung der Hilfsbatterie-Einheit 16 gestartet, und wenn das Entladen der Hilfsbatterie-Einheit 16 beendet ist, wird der Entlademodus auf das Entladen von der Batterieeinheit der Leistungsquellen-Schaltungssektion 46 umgeschaltet. D.h., daß mit Bezug auf das Laden sowie auf das Entladen die Lade- und Entladeoperationen in fast der gleichen Reihenfolge wie mit einer Vielzahl von Hilfsbatterie-Einheiten ausgeführt werden, welche angeschlossen werden können, wie oben erwähnt wurde.

Obwohl die obige Ausgestaltung mit Bezug auf den Fall beschrieben wurde, in welchem als Beispiel die NiCd-Zellen in der Batteriepackung verwendet werden, ist es auch möglich, andere aufladbare Batteriezellen zu verwenden.

Als eine Möglichkeit, um auf der Basis der Ladespannung bei der Ladesteuerung eine volle Ladung zu erkennen, wird ein Phänomen genutzt, welches der NiCd-Zelle eigen ist, nämlich, daß die Ladespannung, welche angestiegen ist und mit der Vollendung des Ladens abnimmt, aufgenommen und beurteilt wird. Mit Bezug auf andere Arten von Batteriezellen ist es ausreichend, die volle Ladung aus einer Änderung der Ladespannung entsprechend den Ladecharakteristiken zu beurteilen, welche solchen Zellen eigen sind.

Ferner ist die Erfindung nicht durch die in den obigen Ausgestaltungen gezeigten Zahlenwerte beschränkt.

Wie oben beschrieben wurde, kann eine Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ein Leistungsquellensystem für ein portables Informationsverarbeitungssystem zur Verfügung stellen, welches eine Batterie verwendet, die einen Betrieb über lange Zeiträume durch Anschließen und Befestigen einer Hilfsbatterie-Einheit an dem Hauptkörper des Systems ermöglicht.


Anspruch[de]
  1. Leistungsquellensystem eines Informationsverarbeitungssystems umfassend:

    einen Hauptkörper eines portablen Systems (10), das ein Leistungsquellen-Schaltungsmittel (46) aufweist;

    eine Reihe von Hilfsbatterie-Einheiten (16-1, 16-2), welche Reihe an ihrem einem Ende mit einem Leistungsquellen-Eingangsanschluß (48) des Leistungsquellen-Schaltungsmittels (46) und an ihrem anderen Ende, wenn das Laden ausgeführt werden soll, mit einem AC-Adapter (42) elektrisch verbunden wird, der eine Gleichspannung ausgibt; und

    Batterie-Schaltungsmittel (52-1, 52-2), die für jede der Hilfsbatterie-Einheiten zum sequentiellen Laden einer jeden der Hilfsbatterie-Einheiten, mit der Hilfsbatterie-Einheit (16-1) beginnend, die an dem einen Ende der Reihe angeordnet ist, und zum sequentiellen Entladen einer jeden der Hilfsbatterie-Einheiten, mit der Hilfsbatterie-Einheit (16-2) beginnend, die an dem anderen Ende der Reihe angeordnet ist, vorgesehen sind.
  2. System nach Anspruch 1, bei dem jede der Hilfsbatterie-Einheiten umfaßt:

    eine Batteriepackung (112), in der eine Vielzahl von Batteriezellen, die in Reihe geschaltet sind, enthalten ist;

    einen Eingangsanschluß (50), welcher mit der Batteriepackung elektrisch verbunden ist und mit einem Ausgangsanschluß einer zweiten Hilfsbatterie-Einheit (16) oder einem Ausgangsanschluß des AC-Adaptermittels (42) elektrisch verbunden ist;

    einen Ausgangsanschluß (54), welcher mit der Batteriepackung (112) und mit einem Eingangsanschluß (50) der zweiten Hilfsbatterie-Einheit oder mit dem Leistungsquellen-Eingangsanschluß (48) des Leistungsquellen-Schaltungsmittels (46) elektrisch verbunden ist;

    ein Spannungsdetektiermittel (144) zum Detektieren einer Eingangsleistungsquellenspannung von dem Eingangsanschluß;

    ein Stromdetektiermittel (150) zum Detektieren eines Ausgangsstroms zu dem Ausgangsanschluß;

    ein erstes Entladeschaltmittel (106) zum Ein-/Ausschalten der elektrischen Verbindung zu dem Ausgangsanschluß;

    ein zweites Entladeschaltmittel (118) zum Ein-/Ausschalten der elektrischen Verbindung von der Batteriepackung;

    ein Ladeschaltmittel (122) zum Ein-/Ausschalten der elektrischen Verbindung von dem Eingangsanschluß zu der Batteriepackung;

    ein Ladesteuerungsmittel (182) zum Detektieren der elektrischen Verbindung des AC-Adaptermittels zum Eingangsanschluß von der Detektierspannung des Spannungsdetektiermittels und zum Einschalten des Ladeschaltmittels; und

    ein Entladesteuerungsmittel (184) zum Einschalten des ersten Entladeschaltmittels (106) und Ausschalten des zweiten Entladeschaltmittels (118) und zum Zuführen einer externen Leistung zu der Hilfsbatterie-Einheit, wenn die elektrische Verbindung des AC-Adaptermittels oder der zweiten Hilfsbatterie-Einheit von der Detektierspannung des Spannungsdetektiermittels detektiert wird, und zum Einschalten der ersten und zweiten Entladeschaltmittel und zum Zuführen von Leistung von der Batteriepackung zu der Hilfsbatterie-Einheit in der vorderen Stufe, wenn eine nichtelektrische Verbindung des AC-Adaptermittels oder der zweiten Hilfsbatterie-Einheit von der Detektierspannung des Spannungsdetektiermittels detektiert wird.
  3. System nach Anspruch 2, bei dem das Entladesteuerungsmittel (184) das zweite Entladeschaltmittel (118) ausschaltet und die Batteriepackung (112) trennt, falls der Entladestrom der Batteriepackung detektiert wird und gleich einem Überstrom ist.
  4. System nach Anspruch 2 oder 3, bei dem das Entladesteuerungsmittel (184) die ersten und zweiten Entladeschaltmittel (106, 118) ausschaltet und die Leistungszufuhr zu der Einheit in der vorderen Stufe abstellt, falls die Entladespannung der Batteriepackung (112) detektiert wird und gleich oder kleiner als eine spezifizierte Spannung ist.
  5. Leistungsquellensystem eines Informationsverarbeitungssystems umfassend:

    einen Hauptkörper eines portablen Systems (10), das ein Leistungsquellen-Schaltungsmittel (46) aufweist;

    eine einzelne Hilfsbatterie-Einheit (16), welche in Reihe mit einem Leistungsquellen-Eingangsanschluß (48) des Leistungsquellen-Schaltungsmittels elektrisch verbunden ist; und

    ein Batterie-Schaltungsmittel (52) zum sequentiellen Laden der Hilfsbatterie-Einheit (16) gemäß einer Reihenfolge des Leistungsquellen-Schaltungsmittels (46) des Systemhauptkörpers und der Hilfsbatterie-Einheit (16) und zum sequentiellen Entladen der Hilfsbatterie-Einheit gemäß der Reihenfolge der Hilfsbatterie-Einheit (16) und des Leistungsquellen-Schaltungsmittels (46) des Systemhauptkörpers.
  6. System nach Anspruch 5, bei dem das Batterie-Schaltungsmittel der Hilfsbatterie-Einheit umfaßt:

    eine Batteriepackung (112), in der eine Vielzahl von Batteriezellen (114), die elektrisch in Reihe geschaltet sind, enthalten ist;

    einen Eingangsanschluß (150), der mit der Batteriepackung elektrisch verbunden ist und mit einem Ausgangsanschluß des AC-Adaptermittels (42) zum Konvertieren von AC-Leistung in DC-Leistung elektrisch verbunden ist;

    einen Ausgangsanschluß (52), der mit dem Leistungsquellen-Eingangsanschluß (48) des Leistungsquellen-Schaltungsmittels (46) elektrisch verbunden ist;

    ein Spannungsdetektiermittel (144) zum Detektieren einer Eingangsleistungsquellenspannung von dem Eingangsanschluß;

    ein Stromdetektiermittel (150) zum Detektieren eines Ausgangsstroms zu dem Ausgangsanschluß (52);

    ein Entladeschaltmittel (106) zum Ein-/Ausschalten der elektrischen Verbindung von der Batteriepackung zu dem Ausgangsanschluß (52);

    ein Ladeschaltmittel (122) zum Ein-/Ausschalten der elektrischen Verbindung von dem Eingangsanschluß (50) zu der Batteriepackung (112);

    ein Ladesteuerungsmittel (382) zum Detektieren der elektrischen Verbindung des AC-Adaptermittels von der Detektierspannung des Spannungsdetektiermittels und zum Einschalten des Ladeschaltmittels; und

    ein Entladesteuerungsmittel (384) zum Einschalten des Entladeschaltmittels und zum Zuführen einer externen Leistung zu dem Systemhauptkörper in der vorderen Stufe, falls die elektrische Verbindung des AC-Adaptermittels von der Detektierspannung des Spannungsdetektiermittels detektiert wird, und zum Einschalten des Entladeschaltmittels und zum Zuführen einer Leistungsquelle von der eigenen Batteriepackung zu dem Systemhauptkörper in der vorderen Stufe, falls die nichtelektrische Verbindung des AC-Adaptermittels von der Detektierspannung des Spannungsdetektiermittels detektiert wird.
  7. System nach Anspruch 6, bei dem das Entladesteuerungsmittel (384) das Entladeschaltmittel ausschaltet und die Batteriepackung (112) elektrisch trennt, falls der Entladestrom der Batteriepackung detektiert wird und gleich einem Überstrom ist.
  8. System nach Anspruch 6 oder 7, bei dem das Entladesteuerungsmittel (384) das Entladeschaltmittel (106) ausschaltet und die Leistungszufuhr zu dem Systemhauptkörper in der vorderen Stufe elektrisch trennt, falls die Entladespannung der Batteriepackung (112) detektiert wird und gleich einer spezifizierten Spannung ist.
  9. System nach einem der Ansprüche 2 bis 4 oder 6 bis 8, bei dem das Ladeschaltmittel umfaßt:

    ein Hochgeschwindigkeitslademittel (122) zum Zuführen eines Stroms in der Nähe eines maximal zulässigen Ladestroms der Batteriepackung und zum Laden mit einer hohen Geschwindigkeit; und

    ein Trickle-Lademittel (126), das parallel zu dem Hochgeschwindigkeitslademittel (122) elektrisch verbunden ist, um einen beliebigen Strom zu liefern, der durch eine Spannungsdifferenz zwischen der Eingangsleistungsquellenspannung und der Ladespannung der Batteriepackung und einen spezifizierten Widerstandswert bestimmt wird;

    wobei das Ladesteuerungsmittel (182; 382) das Hochgeschwindigkeitslademittel (122) in Betrieb setzt, wenn der Detektierstrom des Stromdetektiermittels (150) gleich oder kleiner als ein vorgegebener Wert ist, in einem Zustand, wenn die elektrische Verbindung des AC-Adaptermittels detektiert wird, wodurch mit hoher Geschwindigkeit geladen wird, und auch das Trickle-Lademittel (126) in Betrieb setzt, wenn der Detektierstrom diesen vorgegebenen Wert überschreitet, wodurch eine Trickle-Ladung erfolgt.
  10. System nach einem der Ansprüche 2 bis 4 oder 6 bis 9, bei dem das Ladesteuerungsmittel (182; 382) das Ladeschaltmittel ausschaltet und den Ladevorgang stoppt, wenn eine abgelaufene Zeit eines Zeitgebers, welcher beim Start des Ladevorgangs aktiviert wurde, eine vorgegebene Zeit erreicht.
  11. System nach einem der Ansprüche 2 bis 4 oder 6 bis 10, beidem das Ladesteuerungsmittel (182, 382) das Ladeschaltmittel ausschaltet und den Ladevorgang stoppt, wenn eine Detektiertemperatur von dem Temperaturdetektiermittel (164, 158), das für die Batteriepackung vorgesehen ist, eine vorgegebene Temperatur überschreitet.
  12. System nach einem der Ansprüche 2 bis 4 oder 6 bis 11, bei dem das Ladesteuerungsmittel (182, 382) die Leistungsquellenspannung der Batteriepackung überwacht, und falls eine solche Änderung detektiert wird, daß die Spannung, die in Verbindung mit dem Laden ansteigt, eine Spitzenspannung überschreitet und abnimmt, das Ladesteuerungsmittel (182, 382) das Ladeschaltmittel ausschaltet und den Ladevorgang stoppt.
  13. System nach einem der Ansprüche 1 bis 12, ferner mit einem Anzeigemittel (30) zum Angeben eines Zustands der Hilfsbatterie-Einheit.
  14. System nach Anspruch 13, bei dem das Anzeigemittel (30) wenigstens einen Eingangszustand der externen Leistungsquelle für den Eingangsanschluß, einen Ladezustand und einen Zustand der Batteriespannung anzeigt.
  15. System nach Anspruch 13 oder 14, bei dem das Anzeigemittel (30) ein Anzeigeschaltmittel (28) zum Anzeigen von Informationen nur während einer EIN-Operation aufweist.
  16. System nach einem der Ansprüche 1 bis 15, bei dem das Leistungsquellen-Schaltungsmittel (46) des Systemhauptkörpers (10) umfaßt:

    eine Batteriepackung (212), in der eine Vielzahl von Batteriezellen (214), die elektrisch in Reihe geschaltet sind, enthalten ist;

    einen Leistungsquellen-Eingangsanschluß (48), mit dem ein Ausgangsanschluß einer anderen Hilfsbatterie-Einheit oder ein Ausgangsanschluß eines AC-Adaptermittels zum Konvertieren von AC-Leistung in DC-Leistung verbunden ist;

    einen Ausgangsanschluß, um eine Leistungsquelle einer Hauptkörper-Schaltungssektion zuzuführen;

    ein Spannungsdetektiermittel (244) zum Detektieren einer Eingangsspannung von dem Eingangsanschluß (48);

    ein Stromdetektiermittel (250) zum Detektieren eines Ausgangsstroms zu dem Ausgangsanschluß;

    ein Entladeschaltmittel (218) zum Ein-/Ausschalten der elektrischen Verbindung von der Batteriepackung (212);

    ein Ladeschaltmittel (222) zum Ein-/Ausschalten der elektrischen Verbindung von dem Leistungsquellen-Eingangsanschluß (48) zu der Batteriepackung (212);

    ein Ladesteuerungsmittel (282) zum Detektieren der elektrischen Verbindung des AC-Adaptermittels von der Detektierspannung des Spannungsdetektiermittels (244) und zum Einschalten des Ladeschaltmittels und zum Laden der Batteriepackung nur in dem Fall, wenn der Detektierstrom des Stromdetektiermittels (250) gleich oder kleiner als ein vorgegebener wert ist; und

    ein Entladesteuerungsmittel (284) zum Ausschalten des Entladeschaltmittels und zum elektrischen Trennen der Batteriepackung, falls die elektrische Verbindung des AC-Adaptermittels oder der Hilfsbatterie-Einheit von der Detektierspannung des Spannungsdetektiermittels detektiert wird, und zum Einschalten des Entladeschaltmittels und zum Zuführen der Leistungsquelle von der Batteriepackung zu der Hauptkörper-Schaltungssektion in dem Fall, wenn die nichtelektrische Verbindung des AC-Adaptermittels oder der Hilfsbatterie-Einheit von der Detektierspannung des Spannungsdetektiermittels detektiert wird.
  17. System nach Anspruch 16, bei dem das Ladeschaltmittel (222) des Leistungsquellen-Schaltungsmittels umfaßt:

    ein Hochgeschwindigkeitslademittel (222) zum Zuführen eines Stroms in der Nähe eines maximal zulässigen Ladestroms der Batteriepackung (212) und zum Laden mit hoher Geschwindigkeit; und

    ein Trickle-Lademittel (226), das parallel zu dem Hochgeschwindigkeitslademittel (222) elektrisch verbunden ist, zum Laden der Batteriepackung (212) mit einem beliebigen Strom, der durch eine Spannungsdifferenz zwischen der Eingangsleistungsquellenspannung und der Ladespannung der Batteriepackung und einen spezifizierten Widerstandswert bestimmt wird,

    und bei dem das Ladesteuerungsmittel (282) das Hochgeschwindigkeitslademittel (222) in Betrieb setzt, wenn der Detektierstrom des Stromdetektiermittels (250) gleich oder kleiner als ein vorgegebener Wert ist, in einem Zustand, wenn die elektrische Verbindung des AC-Adaptermittels detektiert wird, wodurch mit einer hohen Geschwindigkeit geladen wird, und auch das Trickle-Lademittel in Betrieb setzt, wenn der Detektierstrom den vorgegebenen Wert überschreitet, wodurch eine Trickle-Ladung erfolgt.
  18. System nach Anspruch 16 oder 17, bei dem das Ladesteuerungsmittel (282) das Ladeschaltmittel (222) ausschaltet und das Entladen stoppt, wenn eine abgelaufene Zeit eines Zeitgebers, der beim Start des Ladens aktiviert wurde, eine vorgegebene Zeit erreicht.
  19. System nach Anspruch 16, 17 oder 18, bei dem das Ladesteuerungsmittel (282) das Entladeschaltmittel ausschaltet und das Entladen stoppt, wenn eine Detektiertemperatur des Temperaturdetektiermittels (264, 258), das für die Batteriepackung vorgesehen ist, eine vorgegebene Temperatur überschreitet.
  20. System nach einem der Ansprüche 16 bis 19, bei dem das Ladesteuerungsmittel (282) die Leistungsquellenspannung der Batteriepackung (212) überwacht und, wenn solch eine Änderung detektiert wird, daß die Spannung, die in Verbindung mit dem Laden ansteigt, eine Spitzenspannung überschreitet und abnimmt, das Ladesteuerungsmittel (282) das Entladeschaltmittel ausschaltet und das Entladen stoppt.
  21. System nach einem der Ansprüche 16 bis 20, ferner mit einem Anzeigemittel (280) zum Angeben eines Zustands des Leistungsquellen-Schaltungsmittels.
  22. System nach Anspruch 21, bei dem das Anzeigemittel (280) wenigstens einen Eingangszustand der externen Leistungsquelle für den Eingangsanschluß (48), einen Ladezustand und einen Zustand der Batteriespannung anzeigt.
  23. System nach Anspruch 21 oder 22, bei dem das Anzeigemittel (280) ein Anzeigeschaltmittel (282) zum Anzeigen von Informationen nur während einer EIN-Operation aufweist.
  24. System nach einem der Ansprüche 16 bis 23, bei dem das Entladesteuerungsmittel (284) das Entladeschaltmittel (218) ausschaltet und die Batteriepackung elektrisch trennt, falls der Entladestrom der Batteriepackung detektiert wird und gleich einem Überstrom ist.
  25. System nach einem der Ansprüche 16 bis 24, bei dem das Entladesteuerungsmittel (284) das Entladeschaltmittel (218) ausschaltet und die Leistungszufuhr zu der Hauptkörper-Schaltungssektion elektrisch trennt, falls die Entladespannung der Batteriepackung detektiert wird und gleich oder kleiner als eine spezifizierte Spannung ist.
Es folgen 14 Blatt Zeichnungen






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