電力系統(tǒng)、電子設(shè)備以及充電方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)、電子設(shè)備以及充電方法，能夠減少連接平板單元和基座單元的連接器個數(shù)。平板單元（120）包括系統(tǒng)設(shè)備（161）和與從基座單元（110）供給電力的電力線（177）連接的連接器（175）?；鶈卧?10）包括：在與平板單元結(jié)合時與連接器（175）連接的連接器（275）、能夠通過電力線（177）向系統(tǒng)設(shè)備（161）供給電力的電池單元（165）以及能夠從AC／DC適配器（252）通過電力線（177）向系統(tǒng)設(shè)備供給電力的外部電源電路。僅通過電力線（177）就能夠從電池單元（265）或者AC／DC適配器（252）向平板單元（120）供給電力，所以能夠減少連接器的端子數(shù)。
【專利說明】電力系統(tǒng)、電子設(shè)備以及充電方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及減少將如攜帶式電子設(shè)備和功能擴展裝置那樣的2個單元接合起來的連接器的電力端子數(shù)的技術(shù)，尤其涉及用一個單元所安裝的電池給另一個單元所安裝的電池充電的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]攜帶式電子設(shè)備有筆記本型個人計算機(筆記本PC)、平板電腦終端以及智能手機等。筆記本PC具備能夠適用所有操作的復(fù)雜功能，鼠標和鍵盤等作為輸入設(shè)備適用于輸入大量數(shù)據(jù)的操作，但由于與平板電腦終端相比消耗電力大或者尺寸、重量方面的原因而不便于攜帶。
[0003]與此相對，盡管平板電腦終端、智能手機相比筆記本PC功能簡單，但是在通過觸摸屏瀏覽網(wǎng)頁、動態(tài)圖像或執(zhí)行應(yīng)用程序方面，方便快捷。因此用戶會根據(jù)用途而分開使用筆記本PC和平板電腦終端。在這種狀況下，如非專利文獻I所示，本發(fā)明的 申請人:公開了將平板電腦終端與筆記本PC統(tǒng)一成一個系統(tǒng)的名為IdeaPad Ul HybricKIdeaPad為注冊商標)的混合(hybrid)型PC。
[0004]混合型PC的顯示部被構(gòu)成為能夠相對于筆記本PC的主體而裝卸。在從主體分離后的單體狀態(tài)下，顯示部作為平板電腦終端而發(fā)揮功能，在安裝于主體時與主體一起作為筆記本PC而發(fā)揮功能。以下，將混合型PC中的顯示部稱為“平板單元”，將包括鍵盤、顯示器支承部的其他部分稱為“基座單元”。
[0005]專利文獻I公開由分別具備處理器的2個計算機系統(tǒng)構(gòu)成的混合計算機。一個系統(tǒng)具備復(fù)雜性能的硬件和軟件，消耗電力較大，另一個系統(tǒng)的構(gòu)成與其相反。專利文獻2公開了使在筆記本PC與功能擴`展裝置結(jié)合狀態(tài)下的AC / DC適配器的輸出電力小于額定電力的技術(shù)。同一文獻記載有從與功能擴展裝置連接的AC / DC適配器向筆記本PC的系統(tǒng)負載、筆記本PC的充電器、功能擴展裝置的系統(tǒng)負載以及功能擴展裝置的充電器供給電力。專利文獻3公開了用安裝于筆記本PC的子電池給主電池充電的技術(shù)。
[0006]專利文獻1:美國專利申請公開第2010 / 0088531號說明書
[0007]專利文獻2:日本特開2009 - 301281號公報
[0008]專利文獻3:日本特開2010 - 104125號公報
[0009]非專利文獻1: > 7術(shù)，” 二 ο Θ脳奩持ο /、4 7' 'y F 7 —卜PC奩発表”，[online], 2010 年 I 月 7 日，[2012 年 4 月 12 日検索],?1 > 夕一才、'7 卜〈URL:http://www.computerworld.jp/topics/600/UMPC%EF%BC%8F%E3%83%8D%E3%83%83%E3%83%88%E3%83%96%E3%83%83%E3%82%AF/171429/%E3%83%AC%E3%83%8E%E3%83%9C%E3%80%81%E2%80%9C2%E3%81%A4%E3%81%AE%E8%84%B3%E2%80%9D%E3%82%92%E6%8C%81%E3%81%A4%E3%83%8F%E3%82%A4%E3%83%96%E3%83%AA%E3%83%83%E3%83%89%E5%BC%8F%E3%83%8E%E3%83%BC%E3%83%88PC%E3%82%92%E7%99%BA%E8%Al%A8/index/rss)
[0010]在混合型PC中，安裝于平板單元和基座單元的設(shè)備有各種方式。圖10是表示以往的混合型PC的電力系統(tǒng)構(gòu)成的功能框圖。平板單元10安裝有系統(tǒng)設(shè)備13和電池單元17，基座單元20安裝有電池單元27但未安裝系統(tǒng)設(shè)備。
[0011]將平板單元10與基座單元20結(jié)合來連接連接器19和連接器29時的電力供給路徑如下所示。首先，在將基座單元20的電源插口 21與AC / DC適配器22連接時，AC / DC適配器22通過電力路徑31向平板單元10的系統(tǒng)設(shè)備13供給電力，并向充電器15供給電力而給電池單元17充電。
[0012]此外，AC / DC適配器22通過電力路徑32向充電器25供給電力而給電池單元27充電。接著，為了在移動目的地使用而將AC / DC適配器22從電源插口 21分離時，電池單元27通過電力路徑33向系統(tǒng)設(shè)備13供給電力。另外，在電池單元27沒有剩余電量時，電池單元17通過電力路徑35向系統(tǒng)設(shè)備13供給電力。這樣，基座單元20利用電力線22從電池單元27向平板單元10供給電力，利用電力線24從AC / DC適配器22向平板單元10供給電力。
[0013]圖11是表示以往的其他混合型PC的電力系統(tǒng)構(gòu)成的功能框圖。平板單元50安裝有系統(tǒng)設(shè)備53和電池單元57、58，基座單元60安裝有系統(tǒng)設(shè)備63但未收納電池單元。接合平板單元50與基座單元60而將連接器59和連接器69連接起來時的電力的供給路徑如下所示。
[0014]在基座單元60的電源插口 61與AC / DC適配器62連接時，AC / DC適配器62通過電力路徑71向平板單元50的系統(tǒng)設(shè)備53供給電力，并向充電器55供給電力而給電池單元57、58充電。此外，AC / DC適配器62通過電力路徑72向系統(tǒng)設(shè)備63供給電力。接著，在AC / DC適配器62從電源插口 61分離時，電池單元57、58通過電力路徑73、74向系統(tǒng)設(shè)備53供給電力，并通過電力路徑75向系統(tǒng)設(shè)備63供給電力。
[0015]這里，如果想要開發(fā)出將電池單元與系統(tǒng)設(shè)備安裝于基座單元的新混合型PC，可以考慮在該電力系統(tǒng)中對該圖10的基座單元20添加系統(tǒng)設(shè)備，對圖11的基座單元60添加電池單元?；鶈卧南到y(tǒng)設(shè)備需要經(jīng)由連接器與平板單元的系統(tǒng)設(shè)備連接。在新混合型PC采用圖10、圖11的電力系統(tǒng)的情況下，存在基座單元的連接器與電池單元的電力線、AC / DC適配器的電力線以及系統(tǒng)設(shè)備的信號線連接從而端子數(shù)增多安裝變得困難這一問題。
[0016]并且，在混合型PC中，有時在基座單元與平板單元相結(jié)合的狀態(tài)下攜帶該基座單元與平板單元，在無法使用AC / DC適配器的目的地僅使用平板單元。該情況下，若平板單元的電池單元放電，則平板單元就無法使用。但是，在基座單元的電池單元殘留有電量的情況下如果平板單元能夠利用該電量，則會變得方便，但在圖10的電力系統(tǒng)中，不存在從基座單元20的電池單元27向平板單元10的充電器15供給電力的電力路徑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]于是，本發(fā)明的目的在于在由能夠相互結(jié)合和分離的第I單元和第2單元構(gòu)成的電力系統(tǒng)中，減少連接兩者的連接器的端子數(shù)。并且，本發(fā)明的目的在于在這樣的電力系統(tǒng)中能夠用第2單元安裝的電池單元給第I單元安裝的電池單元充電。并且，本發(fā)明的目的在于為了提高第I單元的可用性而有效地活用第2單元安裝的電池的電量。并且，本發(fā)明的目的在于提供在這樣的電力系統(tǒng)中供給電力的方法。并且，本發(fā)明的目的在于提供安裝有這樣的電力系統(tǒng)的電子設(shè)備。
[0018]電力系統(tǒng)由能夠相互結(jié)合和分離的第I單元和第2單元所構(gòu)成。第I單元和第2單元可以構(gòu)成在結(jié)合狀態(tài)下被攜帶使用的電子設(shè)備。另外，在分離狀態(tài)下第I單元可以構(gòu)成平板終端裝置，在結(jié)合狀態(tài)下第I單元可以構(gòu)成作為顯示裝置發(fā)揮功能的筆記本型計算機?；蛘呖梢詷?gòu)成為第I單元為筆記本型計算機，第2單元作為功能擴展裝置。
[0019]第I單元具有第I系統(tǒng)設(shè)備和包括電力端子的第I連接器。第2單元具有:包括電力端子并且在與第I單元結(jié)合時與第I連接器連接的第2連接器、能夠通過電力端子向第I系統(tǒng)設(shè)備供給電力的第2電池以及能夠通過電力端子向第I系統(tǒng)設(shè)備供給外部電源電力的外部電源電路。
[0020]外部電源能夠作為從存在于第I單元和第2單元外部的直流或者交流電源接受電力供給的電路。在一個例子中，外部電源電路與AC / DC適配器連接。根據(jù)這樣的構(gòu)成，能夠從第2電池或者外部電源電路通過共用的電力端子向第I系統(tǒng)設(shè)備供給電力，因此與用獨立的各個電力線供給電力的以往方式相比，能夠減少第I連接器與第2連接器的端子數(shù)。
[0021]在一個例子中，第I單元具有能夠向第I系統(tǒng)設(shè)備供給電力的第I電池。并且能夠構(gòu)成為外部電源電路通過共用的電力端子向第I電池供給充電電力。第2電池能夠構(gòu)成為通過共用的電力端子向第I電池供給充電電力。根據(jù)這樣的構(gòu)成，能夠有效地利用第2電池的電量來提高第I單元的電池驅(qū)動的可用性。
[0022]在一個例子中，第2單元具有第2系統(tǒng)設(shè)備。而且，能夠構(gòu)成為在第2電池向第I系統(tǒng)設(shè)備和第2系統(tǒng)設(shè)備供給電力的期間，當?shù)?電池的輸出電壓比規(guī)定值低時，第I電池向第I系統(tǒng)設(shè)備和第2系統(tǒng)設(shè)備供給電力。
[0023]第2電池的輸出電壓能夠總是維持高于第I電池的輸出電壓。第I連接器與第2連接器也可以具備相互連接第I系統(tǒng)設(shè)備與第2系統(tǒng)設(shè)備的信號端子。第I單元也可以具有在分離狀態(tài)下向第I系統(tǒng)設(shè)備供給電力并向第I電池供給充電電力的外部電源電路。
[0024]通過本發(fā)明能夠在由能夠相互結(jié)合和分離的第I單元和第2單元構(gòu)成的電力系統(tǒng)中減少連接兩者的連接器的端子數(shù)。并且，根據(jù)本發(fā)明，能夠在這樣的電力系統(tǒng)中用第2單元安裝的電池單元給第I單元安裝的電池單元充電。并且，根據(jù)本發(fā)明，為了提高第I單元的可用性，能夠有效地活用第2單元安裝的電池的電量。并且根據(jù)本發(fā)明，通過在這樣的電力系統(tǒng)中提供供給電力方法。并且，根據(jù)本發(fā)，明能夠提供安裝有這樣的電力系統(tǒng)的電子設(shè)備。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是表示混合型PC100的外形的立體圖。
[0026]圖2是表示平板型PC100的電力系統(tǒng)的功能框圖。
[0027]圖3是對在結(jié)合狀態(tài)下的從AC / DC適配器252開始的饋電路徑進行說明的圖。
[0028]圖4是對在結(jié)合狀態(tài)下與AC / DC適配器252連接時的基座單元110和平板單元120的動作進行說明的流程圖。
[0029]圖5是表示在AC / DC適配器252充電時的電池單元165、265的電壓屬性的一個例子的圖。
[0030]圖6是對結(jié)合狀態(tài)下的從電池單元265開始的饋電路徑進行說明的圖。[0031]圖7是對結(jié)合狀態(tài)下的從電池單元165開始的饋電路徑進行說明的圖。
[0032]圖8是對在結(jié)合狀態(tài)下未連接AC / DC適配器252時的基座單元110與平板單元120的動作進行說明的流程圖。
[0033]圖9是表不電池單兀165、265放電時的電壓屬性的一個例子的圖。
[0034]圖10是表示以往的混合型PC的電力系統(tǒng)構(gòu)成的功能框圖。
[0035]圖11是表示以往的其他的混合型PC的電力系統(tǒng)的構(gòu)成的功能框圖。
[0036]附圖標記說明:100…混合型PC ;110…基座單元；120…平板單元；175、275…連接器；151、251…電源插口。
【具體實施方式】
[0037]圖1是表示混合型PC100的外形的立體圖。混合型PC100由相互能夠物理分離和結(jié)合的殼體形成的平板單元120與基座單元110構(gòu)成。圖1 (A)表示平板單元120與基座單元110結(jié)合而構(gòu)成的平板電腦型PC100，圖1 (B)表示分離時的基座單元110，圖1 (C)表示分離時的平板單元120。以后適當?shù)貙D1 (A)的狀態(tài)稱為結(jié)合狀態(tài)，將圖1 (B)、(C)的狀態(tài)稱為分離狀態(tài)。
[0038]平板單元120的殼體表面具備由顯示器和觸摸傳感器所構(gòu)成的觸摸屏105，在殼體內(nèi)部安裝有在分離狀態(tài)下作為平板電腦終端發(fā)揮功能的系統(tǒng)設(shè)備。基座單元110由以鉸接單元111相互結(jié)合的系統(tǒng)殼體101和支承部件103所構(gòu)成。平板單元120能夠經(jīng)用戶操作排出開關(guān)113而裝卸于支承部件103。
[0039]在系統(tǒng)殼體101上表面設(shè)置有作為輸入設(shè)備的鍵盤107和觸摸板109、未圖不的USB、外部顯示器、以太網(wǎng)(注 冊商標)等外部連接器、連接AC / DC適配器的電源插口。將安裝在系統(tǒng)殼體101表面的這些設(shè)備稱為表面設(shè)備。在系統(tǒng)殼體101內(nèi)部安裝系統(tǒng)設(shè)備。
[0040]在一個例子中，能夠在平板單元120中安裝包括消耗電力較小具有簡單功能的處理器的系統(tǒng)設(shè)備、在系統(tǒng)殼體101安裝包括消耗電力較大具有復(fù)雜高度功能的處理器的系統(tǒng)設(shè)備。而且，能夠構(gòu)成為在結(jié)合狀態(tài)下總是使用安裝在系統(tǒng)殼體101的系統(tǒng)設(shè)備，并根據(jù)負載的大小自動切換使用平板單元120的系統(tǒng)設(shè)備和系統(tǒng)殼體101的系統(tǒng)設(shè)備。
[0041]在系統(tǒng)設(shè)備的另一個例子中，能夠在平板單元120安裝有CPU、主存儲器、芯片組、無線模塊以及SSD等，在系統(tǒng)殼體101未安裝CPU和主存儲器而安裝作為補充平板單元120的功能的外圍裝置的表面設(shè)備和它們的控制器、HDD、ODD等磁盤驅(qū)動器。并且在另一個例子中，能夠在系統(tǒng)殼體101上僅安裝表面設(shè)備，并在將所有系統(tǒng)設(shè)備安裝在平板單元120。其中，至于本發(fā)明的應(yīng)用，安裝在平板單元120與系統(tǒng)殼體101的系統(tǒng)設(shè)備的方式并不限于這里舉例說明了的范圍。
[0042]圖2是表示平板電腦型PC100的電力系統(tǒng)的功能框圖。首先對平板單元120進行說明。FET153、155和電流檢測電阻157以串聯(lián)的方式連接在電源插口 151與系統(tǒng)設(shè)備161之間。電流檢測電阻157和FET155的連接部經(jīng)由電力線177和FET173與連接器175的電力端子連接。FET167、169、171以串聯(lián)的方式連接在電流檢測電阻157和系統(tǒng)設(shè)備161的連接部與電池單元165之間。
[0043]電流檢測電阻157和系統(tǒng)設(shè)備161的連接部還與充電器163的輸入連接。充電器163的輸出與FET169和FET171的連接部連接。系統(tǒng)設(shè)備161通過信號線179與連接器175的信號端子連接。但在圖2中省略MPU159、259與其他設(shè)備之間的連接的記載。
[0044]電源插口 151能夠在分離狀態(tài)時連接AC / DC適配器152。在結(jié)合狀態(tài)時，電源插口 151被配置在隱藏于基座單元110從而無法連接AC / DC適配器152的位置。AC / DC適配器152向系統(tǒng)設(shè)備161供給從商用電源接受的電力并向充電器163供給從而給電池單兀165充電。
[0045]系統(tǒng)設(shè)備161由CPU、GPU、主存儲器、芯片組、無線模塊以及SSD等構(gòu)成。充電器163由以同步整流方式進行開關(guān)動作的FET、構(gòu)成平滑電路的電抗器(reactor)和電容器以及計測輸出電壓和輸出電流的檢測(sense)電阻等所構(gòu)成。充電器163以恒流恒壓控制(CCCV)方式進行工作，按照使自己測定的輸出電流或者輸出電壓與設(shè)定的充電參數(shù)一致的方式進行工作而給電池單元165充電。
[0046]電池單元165由3個串聯(lián)連接的鋰離子電池、保護電路以及MPU等所構(gòu)成。電池單元165對平板單元120而言是內(nèi)部電源、對基座單元110和AC / DC適配器152而言是外部電源。在外部電源停止工作，電池單兀165向系統(tǒng)設(shè)備161、261供給電力。
[0047]在從系統(tǒng)設(shè)備161獨立的環(huán)境下，MPU159執(zhí)行固件而監(jiān)視和控制平板單元120的電力和溫度等。MPU159監(jiān)視平板單元120與基座單元110的結(jié)合狀態(tài)、電池單元165的剩余容量以及AC / DC適配器152的連接狀態(tài)等而控制FET153、155、167、169、171、173的工作。
[0048]在根據(jù)管理者通過時間段、網(wǎng)絡(luò)進行的指示來停止AC / DC適配器152的電力供給而使商用電源峰值漂移時，MPU159使FET153斷路。在從電池單元165或者基座單元110向系統(tǒng)設(shè)備161供給電力時，MPU159使FET155斷路并使AC / DC適配器152不被施加電壓。
[0049]為了將AC / DC適配器152的輸出電力抑制在額定容量以內(nèi)，MPU159測定電流檢測電阻157兩端的電壓而計算系統(tǒng)設(shè)備161和充電器163的總計消耗電力并根據(jù)需要使平板單元120轉(zhuǎn)至省電力模式。MPU159利用與電力線177連接的連接器175的電力端子的電壓、機械開關(guān)或者與MPU259之間的通信等來判斷是分離狀態(tài)還是結(jié)合狀態(tài)。在判斷為是分離狀態(tài)時MPU159使FET173斷路，在判斷為是結(jié)合狀態(tài)時MPU159使FET173通路。
[0050]MPU159利用通信用總線與電池單元165連接。MPU159對充電器163設(shè)定從電池單元165接受的充電參數(shù)、監(jiān)視充電狀態(tài)而控制電池單元165的充電。MPU159能夠通過變更在充電器163恒流工作時的充電參數(shù)來控制充電電力。在用AC / DC適配器152的電力或者基座單元110的電力給電池單元165充電時，MPU159使FET171斷路。在結(jié)合狀態(tài)下從電池單元265向系統(tǒng)設(shè)備161供給電力時，MPU159使FET167、169斷路而控制電池間的循環(huán)電流。
[0051]連接器175由多個相同規(guī)格的端子所構(gòu)成。端子分配有與信號線179連接的多個信號端子和與電力線177連接的多個電力端子。作為一個為了彌補電流容量不足的一個例子，對電力端子而言，若電力線177的最大電流為3A時，使一個端子的額定容量為IA并為了安全使實際流通的電流減少至50%，則與2條電力線177對應(yīng)的端子數(shù)為2條X(3A /0.5A)為 12 個。
[0052]接著，對基座單元110進行說明。FET253、255和電流檢測電阻257以串聯(lián)的方式連接在電源插口 251與系統(tǒng)設(shè)備261之間。FET255和電流檢測電阻257的連接部經(jīng)由充電器263的輸入、電力線277以及FET273與連接器275的電力端子連接。FET267、269、271以串聯(lián)的方式與電池單元265、FET273和電流檢測電阻257的連接部連接。充電器263的輸出與FET269和FET271的連接部連接。系統(tǒng)設(shè)備261通過信號線279與連接器275的信
號端子連接。
[0053]在分離狀態(tài)和結(jié)合狀態(tài)中的任意一個狀態(tài)下電源插口 251都能夠連接AC / DC適配器252。在結(jié)合狀態(tài)下對平板電腦型PC100而言僅AC / DC適配器252是外部電源，向基座單元110的系統(tǒng)設(shè)備261以及充電器263、平板單元120的系統(tǒng)設(shè)備161以及充電器163供給電力。
[0054]如上所述，系統(tǒng)設(shè)備261可以是各種構(gòu)成。在一個例子中，基座單元110能夠被構(gòu)成為在分離狀態(tài)下不發(fā)揮功能。在這種情況下，AC / DC適配器252未向系統(tǒng)設(shè)備261供給電力而僅向充電器263供給電力?；蛘咭部梢詫⒒鶈卧?10與外部顯示器連接，從而系統(tǒng)設(shè)備261在分離狀態(tài)下也發(fā)揮功能。在這種情況下，即使在分離狀態(tài)下AC / DC適配器252也向系統(tǒng)設(shè)備261和電池單元265供給電力。
[0055]充電器263以與充電器163相同的構(gòu)成給電池單元265充電。電池單元265由4個串聯(lián)的連接的鋰離子電池、保護電路以及MPU等所構(gòu)成。對基座單元110而言電池單元265為內(nèi)部電源，AC / DC適配器252和電池單元165為外部電源。在該例中，電池單元265的輸出電壓比電池單兀165的輸出電壓高I個單兀的量。電池單兀265向充電器163、系統(tǒng)設(shè)備161、261供給電力。
[0056]在從系統(tǒng)設(shè)備261獨立的環(huán)境下，MPU259執(zhí)行固件而監(jiān)視和控制基座單元110的電力和溫度等。MPU259能夠與MPU159進行通信。MPU259監(jiān)視平板單元120與基座單元110的結(jié)合狀態(tài)、電池單元265的剩余容量以及AC / DC適配器252的連接狀態(tài)等而控制FET253、255、267、269、271、273的工作。MPU259利用與電力線277連接的連接器275的電力端子的電壓、機械開關(guān)或者與MPU159之間的通信等來判斷是分離狀態(tài)還是結(jié)合狀態(tài)。在判斷為是分離狀態(tài)時MPU259使FET273斷路，在判斷為是結(jié)合狀態(tài)時MPU259使FET273通路。
[0057]在使商用電源的峰值漂移時，MPU259使FET253斷路。在從電池單元165或者電池單元265向系統(tǒng)設(shè)備261供給電力時，MPU259使FET255斷路并使AC / DC適配器252不被施加電壓。MPU259檢測電流檢測電阻257兩端的電壓并基于從MPU159接受的系統(tǒng)設(shè)備161的消耗電力和電池單兀165的充電電力的信息來控制基座單兀110的動作模式，并將AC / DC適配器252的輸出電力抑制在額定容量以內(nèi)。
[0058]MPU259通過通信用的總線與電池單元265連接并取得剩余容量通知MPU159、取得充電參數(shù)對充電器263進行設(shè)定。MPU259對充電器263設(shè)定從電池單元265接受的充電參數(shù)、監(jiān)視充電狀態(tài)而控制電池單元265的充電。MPU159能夠通過變更充電器263恒流工作時的充電參數(shù)而控制充電電力。
[0059]在用AC / DC適配器252給電池單元265充電時，MPU259使FET271斷路。在結(jié)合狀態(tài)下從電池單元165向系統(tǒng)設(shè)備261供給電力時，MPU259使FET267、269斷路而抑制電池間的循環(huán)電流。連接器275具備與多個連接器175對應(yīng)的電力端子和信號端子，在結(jié)合狀態(tài)下與連接器175連接。能夠設(shè)置在連接器175、275的端子個數(shù)受平板單元120的物理大小的制約。若增加信號線179、279的信號線個數(shù)則連接器175、275的端子有時會不足，從而給系統(tǒng)設(shè)備261的構(gòu)成帶來影響。
[0060]圖3是對結(jié)合狀態(tài)下的從AC / DC適配器252開始的饋電路徑進行說明的圖，圖4是對在結(jié)合狀態(tài)下連接AC / DC適配器252時的基座單元110和平板單元120的工作進行說明的流程圖。在模塊501，在分離狀態(tài)下電源插口 151、251未與AC / DC適配器152、252連接。
[0061]基座單元110的FET253、267、269、271為通路且FET255、273為斷路而電池單元265向系統(tǒng)設(shè)備261供給電力。另外，平板單元120的FET153、167、169、171為通路且FET155U73為斷路而電池單元165向系統(tǒng)設(shè)備161供給電力。然后，用戶將平板單元120安裝在基座單元110。
[0062]在模塊503，MPUl59,259分別判斷是結(jié)合狀態(tài)還是分離狀態(tài)。在分離狀態(tài)時在模塊521繼續(xù)分別進行分離狀態(tài)下的工作，在結(jié)合狀態(tài)時移至模塊505。在模塊505，MPU259使FET273通路而移至能夠向平板單元120饋電的狀態(tài)。并且，MPU259檢測電源插口 251的電壓而判斷是否與AC / DC適配器252連接。
[0063]MPU159利用連接器175的電力端子的電壓來判斷是否與外部電源的基座單元110連接。在MPU159、259未檢測外部電源的連接時移至圖8的模塊603、在已檢測時移至模塊509。在模塊509，MPU259使FET255為通路，MPU159使FET173為通路。AC / DC適配器252利用圖3的電力路徑301向系統(tǒng)設(shè)備261供給電力并利用電力路徑305向系統(tǒng)設(shè)備161供給電力。
[0064]這里，對AC / DC適配器252的額定容量、系統(tǒng)設(shè)備161、261的消耗電力以及電池單元165、265的充電電力之間的關(guān)系和充電的順序進行說明。為了使AC / DC適配器252的額定容量不變得過大，而按照如下方式來選定該額定容量:小于系統(tǒng)設(shè)備161、261和電池單兀165、265各自的最大消耗電力的總計而大于系統(tǒng)設(shè)備161與系統(tǒng)設(shè)備261各自的最大消耗電力的總計。
[0065]在結(jié)合狀態(tài)時，MPU259將AC / DC適配器252的額定容量與系統(tǒng)設(shè)備161、261的總計消耗電力之差的電力充當電池單元165、265的充電電力。并且，在成為分離狀態(tài)時，為了提高平板單元120用電池單元165工作時的可用性，MPU259使電池單元165的充電優(yōu)先于電池單元265的充電。
[0066]在模塊511，MPU159判斷是否需要給電池單元165充電。在不需要充電時移至模塊515，在需要充電時在模塊513，MPU159使FET171斷路對充電器163設(shè)定充電參數(shù)而利用圖3的電力路徑307供給充電電力從而給電池單元165充電。此時，MPU159檢測從MPU259接受的AC / DC適配器252的額定容量、系統(tǒng)設(shè)備261的消耗電力以及電流檢測電阻157的電壓而基于測定出的系統(tǒng)設(shè)備161的消耗電力來設(shè)定充電參數(shù)。在充電結(jié)束時MPU159停止充電器163的工作并使FET171為通路。
[0067]在模塊515，MPU259判斷是否需要給電池單元265充電。在不需要充電時返回至模塊503，在需要充電時移至模塊517。在模塊517，MPU159與MPU159進行通信、取得系統(tǒng)設(shè)備161的消耗電力和充電器163的充電電力、取得系統(tǒng)設(shè)備261的消耗電力而判斷AC /DC適配器252的額定電力是否足以給電池單元265充電。
[0068]在系統(tǒng)設(shè)備161、261的消耗電力和電池單元165的充電電力的總計為大到恒定值以上的情況下，因不足以給電池單元265充電，所以返回至充電模塊503。在能夠充電的情況下，在模塊519，MPU259使FET271斷路。并且，MPU259按照成為允許充電電力的方式對充電器263設(shè)定充電參數(shù)而給電池單元265充電并返回至模塊503。MPU259在充電結(jié)束時使FET271通路。此時，利用圖3的電力路徑303供給充電電力。
[0069]MPU259能夠定期與MPU159進行通信而計算AC / DC適配器252的富裕并變更充電參數(shù)。電池單元165的充電電力伴隨充電進行而變小。如果使系統(tǒng)設(shè)備161、261的消耗電力的總計恒定，則MPU259能夠按照利用隨時間變大的電流進行充電的方式設(shè)定充電參數(shù)。
[0070]圖5示出此時的電池單元165、265的電壓屬性的一個例子。在圖5中，電池單元265與4個電池單元以串聯(lián)的方式連接、電池單元165與3個電池單元以串聯(lián)的方式連接，因此兩者的輸出電壓存在I個單元的差。與電池單元265、165各自的充放電相關(guān)的參數(shù)是成為滿充電而結(jié)束充電的電壓為16.8V、12.6V，轉(zhuǎn)至休眠的電壓為13.3V、9.9V，關(guān)機的電壓為 10.8V、8.1V。
[0071]在時刻t0，電池單元165的電壓降低至關(guān)機電壓，電池單元265的電壓降低至休眠電壓。在時刻tl，最初開始電池單元165的充電而電壓上升。此時，AC / DC適配器252能夠向系統(tǒng)設(shè)備161、261供給電力。從時刻tl到時刻t2，AC / DC適配器252的額定電力沒有富裕，因此MPU259未給電池單元265充電。在時刻t2，若電池單元165的充電電力降低而AC / DC適配器252的額定電力出現(xiàn)富裕，MPU259開始給電池單元265充電。
[0072]在時刻t3，電池單元165的充電結(jié)束，AC / DC適配器252向電池單元165供給更大的充電電力。在之后的時刻t4，若電池單元265的充電結(jié)束則AC / DC適配器252向系統(tǒng)設(shè)備161、261供給電力并維持電池單元165、265為滿充電狀態(tài)。
[0073]接著，對未連接AC / DC適配器252時的動作進行說明。圖6是對結(jié)合狀態(tài)下的從電池單元265開始的饋電路徑進行說明的圖，圖7是對結(jié)合狀態(tài)下的從電池單元165開始的饋電路徑進行說明的圖，圖8是在結(jié)合狀態(tài)下未連接AC / DC適配器252時的基座單元110和平板單元120的動作進行說明的流程圖。
[0074]在模塊603，若檢測到向連接器175的電力端子施加電壓則MPU159使FET173通路。并且，MPU159與MPU259進行通信并確認未與AC / DC適配器252連接。若判斷為電池單元265向連接器175的電力端子施加電壓，則MPU159使FET167、169斷路。
[0075]這里，對在結(jié)合狀態(tài)下且未與AC / DC適配器252連接時的饋電方法進行說明。在這種情況下，對平板電腦型PCioo而言的電源僅是電池單元165、265。為了提高在分離狀態(tài)下的平板單元120的可用性，優(yōu)選在分離時使電池單元165積蓄盡可能多的電量。因此，MPU159、259按照最初對電池單元265進行放電接著對電池單元165進行放電的方式來控制FET和充電器。而且，根據(jù)需要利用電池單元265的電力給電池單元165充電。
[0076]在模塊605,直到電池單兀265的輸出電壓到達休眠電壓，電池單兀265利用圖6的電力路徑401、403向系統(tǒng)設(shè)備161、261供給電力。在模塊607，在電池單元165存在充電要求的情況下，MPU159對充電器163設(shè)定充電參數(shù)并使FET167U69通路、使FET171斷路而進行充電。此時，電池單元265利用圖6的電力路徑405向電池單元165供給充電電力。若充電結(jié)束則MPU159使FET167、169通路。
[0077]在模塊609，MPU259監(jiān)視電池單元265的輸出電壓并判斷是否有剩余容量。在判斷為沒有剩余容量時在模塊611使FET267、269從而停止電池單元265的放電。在模塊613，MPU159檢測電力線177的電壓并且在檢測出來自基座單元110的電力供給已停止則使FET171通路。電池單元165利用圖7的電力路徑411、413向系統(tǒng)設(shè)備161、261供給電力。在從FET269成為斷路到FET171成為通路期間，利用FET171的本體二極管供給電力，因此使對于系統(tǒng)設(shè)備161、261的電壓控制在允許值以內(nèi)。
[0078]在模塊615，若電池單元165的輸出電壓降低至休眠電壓則MPU159將此通知MPU259。而且，MPU159、259使系統(tǒng)設(shè)備161、163轉(zhuǎn)至休眠狀態(tài)。若平板單元120和基座單元110都轉(zhuǎn)至休眠狀態(tài)，則在模塊617，MPU159使FET167、169斷路，停止電池單元165的放電并返回模塊503。
[0079]圖9示出此時的電池單元165、265的電壓屬性的一個例子。在圖9中，與電池單兀165、265的充放電相關(guān)的參數(shù)與圖5相同。在時刻t0,電池單兀165幾乎全部放電而輸出電壓降低至關(guān)機電壓，并且，在滿充電狀態(tài)下，對電池單元265而言，輸出電壓上升至充電結(jié)束電壓。
[0080]在時刻tl，電池單元265向系統(tǒng)設(shè)備161、261供給電力并給電池單元165充電。在時刻t2，電池單元265的輸出電壓降低至休眠電壓但也能夠從電池單元165饋電，所以平板單元120和基座單元110都未轉(zhuǎn)至休眠狀態(tài)。
[0081]在時刻tl的電池單元165的剩余容量較多或系統(tǒng)設(shè)備161、261的消耗電力較少的情況下，在時刻t2之前電池單元165成為滿充電而輸出電壓成為充電結(jié)束電壓。在時刻t3，電池單元165的輸出電壓降低至休眠電壓，并且MPU159、259分別使平板單元120和基座單元110轉(zhuǎn)至休眠狀態(tài)。在時刻tl，如果電池單元165在滿充電或者剩余容量較多的狀態(tài)下，則為了使充電電力量變少要使從時刻tl到時刻t2的電池單元265的饋電時間變長。
[0082]如圖10所示，對本實施方式中的連接器175、275而言，通過將從電池單元27饋電的電力線22和從AC / DC適配器饋電的電力線24統(tǒng)一，作為一個例子能夠減少12個電力端子。因此，能夠?qū)p少的電力端子作為信號端子而利用，因此能夠適用于系統(tǒng)設(shè)備261的各種方式。
[0083]另外，將電池單元265和AC / DC適配器252與圖3的電力線277連接成所謂的線或(wired or)電路，因此在減少端子數(shù)的同時能夠?qū)崿F(xiàn)電池單元265向電池單元165的充電。通過利用電池單元265給電池單元165充電，能夠在無法連接AC / DC適配器252的環(huán)境下而使用時增加平板單元165的電池驅(qū)動的工作時間。
[0084]例如，在使用平板單元120的期間電池單元165的剩余容量降低時，能夠通過將其安裝在基座單元110而充電來繼續(xù)使用。到此以混合PC為例對本發(fā)明的實施方式進行了說明，但本發(fā)明也能夠適用于筆記本PC和擴展其功能的插接站(docking station)的組合、安裝充電器和電池的電池單元和筆記本PC的組合。另外，本發(fā)明并不局限于筆記本PC，也可以是智能手機或者平板電腦終端和結(jié)合其使用的功能擴展裝置的組合。在本實施方式中例示說明了利用MPU實現(xiàn)充電電力的控制、FET的控制以及AC / DC適配器的輸出電力的控制，但本發(fā)明也能夠在包括充電器的磁盤讀取電路實現(xiàn)相同的控制。
[0085]據(jù)此，使用附圖所示的特定的實施方式對本發(fā)明進行了說明，但本發(fā)明并不局限于附圖所示的實施方式，不言而喻，只要起到本發(fā)明的效果均可以采用至此為止任意構(gòu)成。
【權(quán)利要求】
1.一種電力系統(tǒng)，由能夠相互結(jié)合和分離的第1單元和第2單元構(gòu)成，所述電力系統(tǒng)的特征在于， 所述第1單元具有: 第1系統(tǒng)設(shè)備；和 包括電力端子的第I連接器， 所述第2單元具有: 第2連接器，所述第2連接器包括電力端子并且在與所述第I單元結(jié)合時與所述第I連接器連接； 第2電池，所述第2電池能夠通過所述電力端子向所述第I系統(tǒng)設(shè)備供給電力；以及外部電源電路，所述外部電源電路通過所述電力端子向所述第I系統(tǒng)設(shè)備供給外部電源的電力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)，其特征在于， 所述第I單元具有能夠向所述第I系統(tǒng)設(shè)備供給電力的第I電池， 所述外部電源電路能夠通過所述電力端子向所述第I電池供給充電電力。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電力系統(tǒng)，其特征在于， 所述第2電池能夠通過所述電力端子向所述第I電池供給充電電力。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的電力系統(tǒng)，其特征在于， 所述第2單元具有第2系統(tǒng)設(shè)備， 在所述第2電池向所述第I系統(tǒng)設(shè)備和所述第2系統(tǒng)設(shè)備供給電力的期間所述第2電池的輸出電壓比規(guī)定值低時，所述第I電池能夠向所述第I系統(tǒng)設(shè)備和所述第2系統(tǒng)設(shè)備供給電力。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電力系統(tǒng)，其特征在于， 在所述電力系統(tǒng)中，所述第2電池的輸出電壓總是被維持為高于所述第I電池的輸出電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的電力系統(tǒng)，其特征在于， 所述第I連接器包括利用信號線與所述第I系統(tǒng)設(shè)備連接的信號端子，所述第2連接器包括利用信號線與所述第2系統(tǒng)設(shè)備連接的信號端子。
7.根據(jù)權(quán)利要求2~6中的任意一項所述的電力系統(tǒng),其特征在于， 所述第I單元具有外部電源電路，所述外部電源電路在分離狀態(tài)下向所述第I系統(tǒng)設(shè)備供給電力，并向所述第I電池供給充電電力。
8.根據(jù)權(quán)利要求1~7中的任意一項所述的電力系統(tǒng),其特征在于， 所述第I單元和所述第2單元在結(jié)合狀態(tài)下構(gòu)成攜帶使用的電子設(shè)備。
9.根據(jù)權(quán)利要求1~8中的任意一項所述的電力系統(tǒng),其特征在于， 在分離狀態(tài)下所述第I單元構(gòu)成平板電腦終端裝置，在結(jié)合狀態(tài)下所述第I單元構(gòu)成作為顯示裝置而發(fā)揮功能的筆記本型計算機。
10.根據(jù)權(quán)利要求1~9中的任意一項所述的電力系統(tǒng)，其特征在于，所述第I單元是筆記本型計算機，所述第2單元是功能擴展裝置。
11.一種電子設(shè)備，由第I單元和第2單元構(gòu)成，并且所述第I單元和所述第2單元能夠結(jié)合和分離，所述第I單元包括第I系統(tǒng)設(shè)備和具備電力端子的第I連接器，所述第2單元包括具備電力端子并能夠與所述第I連接器連接的第2連接器，所述電子設(shè)備的特征在于， 所述第2單具有: 第2電池，所述第2電池在結(jié)合時能夠通過所述電力端子向所述第I系統(tǒng)設(shè)備供給電力；和 外部電源電路，所述外部電源電路在結(jié)合時能夠通過所述電力端子向所述第I系統(tǒng)設(shè)備供給外部電源的電力。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電子設(shè)備，其特征在于， 所述第2單元具有利用信號線與所述第2連接器連接的第2系統(tǒng)設(shè)備， 所述第I連接器具有與所述第I系統(tǒng)設(shè)備連接的信號端子，所述第2連接器具備與所述第2系統(tǒng)設(shè)備連接的信號端子。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或者12所述的電子設(shè)備，其特征在于， 所述第I單元具有能夠向所述第I系統(tǒng)設(shè)備供給電力的第I電池， 在所述第I連接器與所述第2連接器連接時，所述第2電池能夠通過所述電力端子向所述第I電池供給充電電力。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電子設(shè)備，其特征在于， 所述第2電池與所述第I電池相比，串聯(lián)連接的電池單元的數(shù)量較多。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的電子設(shè)備，其特征在于， 所述外部電源電路一邊向所述第I系統(tǒng)設(shè)備和所述第2系統(tǒng)設(shè)備供給電力，一邊以所述第I電池優(yōu)先的方式向所述第I電池和所述第2電池充電。
16.根據(jù)權(quán)利要求13~15中的任意一項所述的電子設(shè)備,其特征在于， 在未從所述外部電源電路供給電力時，所述第2電池一邊向所述第I系統(tǒng)設(shè)備和所述第2系統(tǒng)設(shè)備供給電力一邊給所述第I電池充電，在所述第2電池的剩余容量降低時，所述第I電池向所述第I系統(tǒng)設(shè)備與所述第2系統(tǒng)設(shè)備供給電力。
17.一種充電方法，是在由能夠相互結(jié)合和分離的第I單元和第2單元構(gòu)成的電力系統(tǒng)中供給電力的方法，其中，所述第I單元包括第I系統(tǒng)設(shè)備和具備電力端子的第I連接器，所述第2單元包括第2電池和具備電力端子并能夠與所述第I連接器連接的第2連接器，所述充電方法的特征在于，包括: 將所述第I單元與所述第2單元結(jié)合，連接所述第I連接器和所述第2連接器的步驟； 所述第2電池通過所述電力端子向所述第I系統(tǒng)設(shè)備供給電力的步驟；以及 從所述第2單元的外部電源通過所述電力端子向所述第I系統(tǒng)設(shè)備供給電力的步驟。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的充電方法，其特征在于， 所述第I單元包括能夠向所述第I系統(tǒng)設(shè)備供給電力的第I電池， 所述充電方法具有: 所述外部電源通過所述電力端子一邊向所述第I電池供給充電電力，一邊向所述第I系統(tǒng)設(shè)備供給電力的步驟；和 在所述外部電源未供給電力時，所述第2電池通過所述電力端子一邊向所述第I電池供給充電電力，一邊向所述第I系統(tǒng)設(shè)備供給電力的步驟。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的充電方法，其特征在于，具有在所述第2電池的放電結(jié)束之后，所述第I電池向所述第I系統(tǒng)設(shè)備供給電力的步驟。
20.根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的充電方法，其特征在于， 所述第2單元具有第2系統(tǒng)設(shè)備， 所述供電方法具有在所述外部電源和所述第2電池未供給電力時，所述第I電池通過所述電力端子向所述第2系統(tǒng)設(shè)`備供給電力的步驟。
【文檔編號】H01M10/44GK103490459SQ201310209309
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月8日
【發(fā)明者】鈴木啟治, 中條秀和 申請人:聯(lián)想（新加坡）私人有限公司