專利名稱：電子設(shè)備的供電方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在便攜式電子設(shè)備中抑制電磁波噪聲輻射的方法。
技術(shù)背景圖1是示出以往電子設(shè)備結(jié)構(gòu)的框圖。該電子設(shè)備包括多個(gè)電路塊10-1到10-3。這多個(gè)電路塊10-1到10-3通過(guò)電源線320從電源電路300 接收電力。電源電路300是將供給電路塊10-1到10-3的電壓調(diào)節(jié)為恒壓 的恒壓電源。從電源電路供給電路塊的大電流流到供電線。結(jié)果，為了 減小線路阻抗，供電線需要大量的布線空間。而該大量的布線空間又成 了便攜式設(shè)備小型化的障礙。另外，由電路塊的工作產(chǎn)生的高頻電流在 供電線中流動(dòng)。結(jié)果，出現(xiàn)以下問(wèn)題，即供電線充當(dāng)天線向空中輻射電 磁波。一種用于防止由電路塊的工作所產(chǎn)生的高頻電流噪聲流到公用的供 電線320的已知方法是，阻止輸入電壓波動(dòng)傳遞到供電線。如日本特開(kāi) 平11-103014號(hào)公報(bào)中所公開(kāi)的，可通過(guò)向電路塊的電源輸入部中增設(shè)電 壓跟隨電路來(lái)抑制輸入電壓波動(dòng)。此外，日本特開(kāi)平11-235018號(hào)公報(bào)中 公開(kāi)了一種分布式供電系統(tǒng)，其中，在各電路塊上代替電壓跟隨電路而 設(shè)置有電源電路。發(fā)明內(nèi)容根據(jù)實(shí)施方式的一個(gè)方面，本發(fā)明的電氣設(shè)置包括多個(gè)電路塊， 多個(gè)電源，以及與所述多個(gè)電路塊一一對(duì)應(yīng)地接收電力的多個(gè)輸入部， 其中，所述電源位于所述電力輸入部的附近并與所述電力輸入部連接。本發(fā)明的上述實(shí)施方式只是作為示例，并且本發(fā)明的全部實(shí)施方式 不都限于包括上述特征。


圖l示出以往的示例； 圖2示出本發(fā)明的第一實(shí)施方.式； 圖3示出本發(fā)明的第二實(shí)施方式； 圖4示出本發(fā)明的第三實(shí)施方式。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在詳細(xì)參考本發(fā)明的實(shí)施方式，其示例在附圖中示出，其中始終 使用相似的附圖標(biāo)記來(lái)指代相似的部件。參考附圖來(lái)描述本發(fā)明的最佳實(shí)施方式。參考附圖來(lái)描述下面的實(shí) 施方式。以下實(shí)施方式只是例示，本發(fā)明并不限于這些實(shí)施方式。圖2是本發(fā)明第一實(shí)施方式的電子設(shè)備1200的結(jié)構(gòu)框圖。電子設(shè)備 1200內(nèi)部具有由大規(guī)模集成電路(LSI)等所構(gòu)成的多個(gè)電路塊10-1、 10-2 和10-3。電路塊與信號(hào)線(圖中未示出)相連，并執(zhí)行基于通過(guò)信號(hào)線 傳輸?shù)男盘?hào)內(nèi)容而確定的處理。電路塊10-1到10-3設(shè)置有接收電力的電力輸入部。另夕卜，作為電源 的電池20-1至20-3安裝在電力輸入部附近。電路塊10-1到10-3通過(guò)電 力輸入部接收從電池20-1至20-3所供應(yīng)的電力。電路塊10-1到10-3是 例如互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)邏輯LSI，并與時(shí)鐘信號(hào)同步地執(zhí)行 開(kāi)關(guān)邏輯操作。CMOS邏輯電路向金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)晶體管的柵極充入從 電力輸入部提供的電荷，以執(zhí)導(dǎo)通(ON)操作，并釋放該柵電荷以執(zhí)行 截止(OFF)操作。由于該MOS晶體管的柵極的充電和放電操作與時(shí)鐘 信號(hào)同步，因此MOS晶體管的柵電荷電流的流入是按時(shí)鐘的頻率而進(jìn)行 的。由CMOS邏輯電路的導(dǎo)通-截止操作而產(chǎn)生的高頻電流在電源和 CMOS邏輯電路之間流動(dòng)。當(dāng)電源和負(fù)載(該負(fù)載是CMOS邏輯電路) 相互分離時(shí)，高頻電流在連接它們的供電線中流動(dòng)，并且該供電線充當(dāng)輻射電磁波噪聲的天線。與之相對(duì)地，第一實(shí)施方式的電子設(shè)備1200具有為各個(gè)CMOS邏 輯電路LSI安裝的、并位于各個(gè)CMOS邏輯電路LSI附近的電池。因此， 高頻電流在極短的環(huán)路中流動(dòng)，并且電磁噪聲向空中的輻射受到了抑制。下面，將參考圖3對(duì)第二實(shí)施方式的電子設(shè)備1300進(jìn)行說(shuō)明。在第一實(shí)施方式中，安裝在電路塊(例如LSI)的電力供應(yīng)源附近 并與其連接的電源是可更換的一次電池或者已充電的二次電池。當(dāng)電池耗竭時(shí)，就必須更換為新的一次電池或者已充電的二次電池。也可以使 用電容器或可再充電的二次電池作為與電力輸入部連接的電池，以避免 更換電池的麻煩。電容器或者可再充電的二次電池作安裝在電路塊的附 近，由此可以不更換電池而進(jìn)行重新充電。除第一實(shí)施方式的電子設(shè)備1200的結(jié)構(gòu)之外，第二實(shí)施方式的電子 設(shè)備1300還設(shè)置有供電線320，該供電線320用于提供充電電流以對(duì) 作為電池20-1至20-3而安裝的二次電池或者電容器進(jìn)行充電；通過(guò)供電 線320對(duì)電池20-1至20-3進(jìn)行充電的充電電路310;以及用于從外部電 源向充電電路310供電的電力接收端子200。注意外部電源100是用于向 電子設(shè)備1300提供外部電力的外部電源。為了向二次電池或者電容器提供充電電力，充電電路310具有輸出 恒流或恒壓/恒流的DC-DC轉(zhuǎn)換器。當(dāng)對(duì)二次電池或者電容器進(jìn)行充電時(shí)，若不把充電電流控制在允許 的水平之內(nèi)，可能在工作壽命內(nèi)發(fā)生發(fā)熱和迅速劣化等問(wèn)題。因此，恒 流輸出DC-DC轉(zhuǎn)換器根據(jù)電池電壓控制充電電流，以確保充電電流不發(fā) 生波動(dòng)并實(shí)現(xiàn)恒流。此外，當(dāng)使用鋰電流作為二次電池時(shí)，如果不是在允許的充電電壓 之內(nèi)進(jìn)行充電，就可能在工作壽命內(nèi)發(fā)生爆炸、燃燒或者迅速劣化。因 此，優(yōu)選地利用恒壓/恒流輸出DC-DC轉(zhuǎn)換器來(lái)進(jìn)行充電。為了防止在工作壽命之內(nèi)發(fā)熱或者劣化，對(duì)二次電池或者電容器的 充電電流的最大電流值進(jìn)行限制，但不限制最小值。當(dāng)以1C進(jìn)行充電時(shí)， 諸如NiCd電池和NiMH電池這樣的利用恒流進(jìn)行充電的二次電池需要大約一小時(shí)來(lái)完成充電。然而，當(dāng)以0.5C充電時(shí)，這些電池大約需要兩小 時(shí)完成充電。降低充電電流的電流值時(shí)的唯一區(qū)別是需要更多的充電時(shí) 間。當(dāng)鋰二次電池以1C進(jìn)行充電時(shí)，在大約兩小時(shí)內(nèi)完成充電，而當(dāng)以 0.5C進(jìn)行充電時(shí)，在大約在2.7小時(shí)內(nèi)完成充電。正如NiCd電池和NiMH 電池一樣，當(dāng)減小充電電流的電流值時(shí)，所需充電時(shí)間會(huì)增加相應(yīng)的量。當(dāng)給諸如LSI的負(fù)載邏輯電路供電時(shí)，若不提供該負(fù)載所需的電流， 則負(fù)載電壓會(huì)下降，并且電路(負(fù)載)會(huì)執(zhí)行誤操作。因此，必須向供 電線中流入負(fù)載所需的最大電流。此外，為了抑制流過(guò)最大電流時(shí)供電線中的電壓降，必須降低供電 線的阻抗。供電線的線阻抗與供電線的長(zhǎng)度成正比，與供電線的橫截面 積成反比。多層印刷電路板的銅布線圖案的厚度大約是17pm，即使為供 電線使用表面層，也大約是35pm。銅布線圖案的厚度決不超過(guò)50(im。通常，對(duì)于17pm厚和10mm長(zhǎng)的銅布線圖案，需要10mm的寬度 來(lái)使阻抗為lmQ。為了容納大電流，需要寬的布線空間，而這是便攜式 設(shè)備小型化的障礙。然而，如上所述，第二實(shí)施方式降低了從充電電路310向二次電池 20-1至20-3提供的充電電流的電流值。結(jié)果，可以減小供電線320的布 圖寬度，并且可以使用更小的布線空間提供電子設(shè)備l。此夕卜，由于從充電電路310流到二次電池20-1至20-3的電流是恒定 電流，因此在供電線320上僅產(chǎn)生靜磁場(chǎng)，不會(huì)從供電線320向空中輻 射電磁波噪聲。另外，優(yōu)選地是，充電電路310在電子設(shè)備1不工作時(shí)對(duì)二次電池 20-1至20-3進(jìn)行充電。下面參考圖4描述第三實(shí)施方式。在第二實(shí)施方式中，在構(gòu)成電子設(shè)備1300的各個(gè)CMOS邏輯電路 LSI處安裝電池作為電源、且這多個(gè)電池中的任意一個(gè)已完全放電時(shí)，即 使其他電池中還保留有足夠的電力，電子設(shè)備1300也不能工作。為消除 這種不便，應(yīng)利用具有足夠電量的電池的剩余電量來(lái)對(duì)剩余電量少的電池進(jìn)行補(bǔ)充。除第二實(shí)施方式的電子設(shè)備1300外，第三實(shí)施方式的電子設(shè)備1400 還設(shè)置有安裝在電池或電容器20-1至20-3與充電電路310之間的布線上 的第一開(kāi)關(guān)電路401-1至401-3、安裝在電池或電容器20-1至20-3與電 路塊10-1至10-3之間的布線上的第二開(kāi)關(guān)電路402-1至402-3，以及開(kāi) 關(guān)控制器500-1至500-3。第三實(shí)施方式能夠?qū)崿F(xiàn)電子設(shè)備1400的節(jié)能。開(kāi)關(guān)控制器500-1至500-3是控制第一開(kāi)關(guān)電路401-1至401-3和第 二開(kāi)關(guān)電路402-1至402-3的接通/斷開(kāi)狀態(tài)的控制器。當(dāng)外部電源100 連接到電子設(shè)備1400的電力接收端200，并且充電電路310正在工作時(shí)， 開(kāi)關(guān)控制器500-1至500-3工作，使得第一開(kāi)關(guān)電路401-1至401-3處于 接通狀態(tài)，并對(duì)電池20-1至20-3進(jìn)行充電。開(kāi)關(guān)控制器500-1至500-3能夠通過(guò)信號(hào)線(圖中未示出)檢測(cè)是否 正從外部電源100供電給電力接收端200以及充電電路310是否正在工 作。當(dāng)充電電路310正在工作并且電池20-1至20-3中任意一個(gè)被完全充 電(100%充電狀態(tài))時(shí)，開(kāi)關(guān)控制器500-1至500-3斷開(kāi)與完全充電的 電池對(duì)應(yīng)的第一開(kāi)關(guān)電路，這樣除了停止充電外，還切斷該電池與供電 線320的連接。當(dāng)外部電源100沒(méi)有連接到電子設(shè)備1400的電力接收端200時(shí)，或 者當(dāng)外部電源100雖然連接了但充電電路300不在工作時(shí)，開(kāi)關(guān)控制器 500-1至500-3切斷第一開(kāi)關(guān)電路401-1至401-3，這樣切斷電池20-1至 20-3與供電線320的連接。因此，第一開(kāi)關(guān)電路401-1至401-3安裝在電池或電容器20-1至20-3 與充電電路310之間，并且，通過(guò)利用第一開(kāi)關(guān)電路來(lái)切斷電池的供電 線320，阻止了從電路塊流向供電線的高頻電流及其導(dǎo)致的高頻噪聲輻 射。當(dāng)電子設(shè)備1400的電路塊10-1至10-3處于工作狀態(tài)時(shí)，開(kāi)關(guān)控制 器500-1至500-3接通第二開(kāi)關(guān)電路402-1至402-3，并向電路塊10-1至 10-3供電。當(dāng)電子設(shè)備400的電路塊10-1至10-3中的任意一個(gè)處于非 工作狀態(tài)時(shí)，開(kāi)關(guān)控制器500-1至500-3斷開(kāi)該非工作電路塊的第二開(kāi)關(guān)電路，由此減少了電力消耗。當(dāng)相應(yīng)于電路塊的電池的電量不足并且電子設(shè)備1400不能繼續(xù)工 作時(shí)，利用具有額外電量的電池的電力來(lái)進(jìn)行補(bǔ)充。這可通過(guò)開(kāi)關(guān)控制 器接通與電量不足的電池對(duì)應(yīng)的第一開(kāi)關(guān)電路和具有足夠電量的電池的 第一開(kāi)關(guān)電路以共享電池來(lái)實(shí)現(xiàn)。作為示例，將說(shuō)明以下情況，其中，電路塊10-1處于非工作狀態(tài)，電路塊10-2和10-3處于工作狀態(tài)，電源20-2的電量不足，電源20-1具 有額外電量。在這種情形下，開(kāi)關(guān)控制器500-1和500-2接通第一開(kāi)關(guān)電路401-1 和401-2，開(kāi)關(guān)控制器500-3斷開(kāi)第一開(kāi)關(guān)電路401-3，電源20-l對(duì)電源 20-2進(jìn)行補(bǔ)充。此時(shí)，由于電路塊10-1處于非工作狀態(tài)，開(kāi)關(guān)控制器500-1斷開(kāi)第 二開(kāi)關(guān)電路402-l，并且由于電路塊10-2和10-3處于工作狀態(tài)，開(kāi)關(guān)控 制器500-2和500-3接通第二開(kāi)關(guān)電路402-2和402-3。如上詳述，在構(gòu)成電子設(shè)備1400的各個(gè)CMOS LSI處安裝了電池作 為電源、且該多個(gè)電池中的任意一個(gè)部分或完全放電時(shí)，仍然可以利用 具有足夠剩余電量的其他電池來(lái)對(duì)剩余電量很少的電池進(jìn)行補(bǔ)充，從而 使得電子設(shè)備1400得以工作。盡管示出并描述了本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施方式，本領(lǐng)域的技術(shù)人員 會(huì)認(rèn)識(shí)到，在不脫離本發(fā)明的原理和精神的范圍內(nèi)，可對(duì)這些實(shí)施方式 進(jìn)行修改，本發(fā)明的范圍在權(quán)利要求及其等同物中進(jìn)行了限定。本申請(qǐng)基于并要求2007年1月24日提交的在先日本專利申請(qǐng) No.2007-13740的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用結(jié)合于此。
權(quán)利要求
1.一種電子設(shè)備，該電子設(shè)備包括多個(gè)電路塊；多個(gè)電源；以及與所述多個(gè)電路塊一一對(duì)應(yīng)地接收電力的多個(gè)電力輸入部，其中，所述電源位于所述電力輸入部附近并且與所述電力輸入部連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電子設(shè)備，其中，所述電源是電池，并且 所述電池安裝為與所述電路塊一一對(duì)應(yīng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子設(shè)備，該電子設(shè)備還包括-接收外部電力的電力接收端；以及 充電電路，其中所述充電電路提供比由對(duì)應(yīng)的電池提供給所述電路塊的最大電流更 小的恒定電流，作為對(duì)所述電池的充電電流。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電子設(shè)備，該電子設(shè)備還包括各個(gè)電池與所述充電電路之間的第一開(kāi)關(guān)； 各個(gè)電池與對(duì)應(yīng)的電路塊之間的第二開(kāi)關(guān)；以及控制器，其中，所述控制器基于所述充電電路的工作來(lái)控制所述第一開(kāi)關(guān)和 所述第二開(kāi)關(guān)的接通/斷開(kāi)狀態(tài)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子設(shè)備，其中所述多個(gè)電路塊至少包括第一電路塊和第二電路塊，以及 當(dāng)所述第一電路塊處于非工作狀態(tài)而所述第二電路塊處于工作狀態(tài) 時(shí)，所述控制器斷開(kāi)與所述第一電路塊連接的所述第二開(kāi)關(guān)，接通與所 述第一電路塊連接的所述第一開(kāi)關(guān)，并接通與所述第二電路塊連接的所 述第一開(kāi)關(guān)和所述第二開(kāi)關(guān)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電子設(shè)備，其中，所述電源是安裝為與所 述電路塊一一對(duì)應(yīng)的電容器。
全文摘要
本發(fā)明涉及電子設(shè)備的供電方法。所述電子設(shè)備包括多個(gè)電路塊，多個(gè)電源；以及與所述多個(gè)電路塊一一對(duì)應(yīng)地接收電力的多個(gè)電力輸入部，其中，所述電源位于所述電力輸入部的附近并且與所述電力輸入部連接。
文檔編號(hào)H02J7/00GK101232112SQ200810004089
公開(kāi)日2008年7月30日 申請(qǐng)日期2008年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月24日
發(fā)明者中尾友幸 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社