DE4413674C2

DE4413674C2 - Stromversorgungs-Steuerungssystem für tragbare Datenverarbeitungsgeräte und Verfahren zum Betreiben dieses Systems

Info

Publication number: DE4413674C2
Application number: DE4413674A
Authority: DE
Inventors: Kyung Yong Cheon
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1993-04-21
Filing date: 1994-04-20
Publication date: 1997-09-18
Anticipated expiration: 2014-04-21
Also published as: US5450003A; DE4413674A1; JPH07319590A; KR100188087B1; JP2747971B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Stromversorgungs-Steuerungssystem für tragbare Datenverarbeitungsgeräte und auf ein Verfahren zum Betreiben dieses Systems. Die Erfin dung bezieht sich insbesondere auf ein Stromversorgungs-Steuerungssystem für tragbare Datenverarbeitungsgeräte, die in einer Abstell-Betriebsart (einer Betriebsart, bei der das Gerät zeitweilig außer Betrieb gesetzt ist, d. h. einer sogenannten Suspend-Betriebsart) und einer Normal-Betriebsart betreibbar sind, wobei das System diese beiden Be triebsarten unterscheidet, um eine möglichst effiziente Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Energie zu gewähr leisten.

Da jeder Batterieanschluß eine Unterspannungs-Unterbrechungsschaltung aufweist, kann das erfindungsgemäße System darüber hinaus eine zu starke Entladung der Batterie ver hindern. Wenn an das System keine Hauptbatterie angeschlos sen ist oder wenn die Spannung der Hauptbatterie unter eine Referenzspannung gefallen ist, wird eine Betriebsart mit niedrigem Stromverbrauch eingestellt, um den Entladestrom der Hauptbatterie zu verringern.

Die Funktion des Einschaltens eines Hauptschalters ist in einem Abstell-Wiederaufnahmeschalter beinhaltet und durch Verarbeiten der Funktion des Ausschaltens des Haupt schalters mit Hilfe von Software gestattet es das erfin dungsgemäße System, die Anzahl von Hauptschaltern zu ver ringern.

In jüngster Zeit nimmt der Gebrauch von tragbaren Da tenverarbeitungsgeräten, wie beispielsweise von Personal computern in Notebookgröße oder von sehr kleinen Textverar beitungssystemen, immer mehr zu.

Bei derartigen tragbaren Datenverarbeitungsgeräten wird zur Stromversorgung eine Batterie verwendet (und zwar ent weder eine aufladbare Batterie oder eine gewöhnliche Batte rie), wobei im tragbaren Datenverarbeitungsgerät ein Stromversorgungs-Steuerungssystem benötigt wird, das durch effi ziente Steuerung des Stromverbrauchs des tragbaren Daten verarbeitungsgeräts die Lebensdauer bzw. Kapazität der Bat terie verlängert.

Nachfolgend wird anhand des in Fig. 3 gezeigten Block schaltbilds der prinzipielle Aufbau eines Stromversorgungs-Steuerungssystems eines tragbaren Datenverar beitungsgeräts im Stand der Technik näher erläutert.

Gemäß Fig. 3 weist dieses Stromversorgungs-Steuerungssystem eines Datenverarbeitungsgeräts im Stand der Technik folgende Komponenten auf: eine Hauptbatterie 20, eine Reserve- bzw. Hilfsbatterie 30, eine zwischen einem Ausgangsanschluß der Hauptbatterie 20 und der Reservebatterie 30 angeordnete Di ode D12, eine Diode D11 und einen Widerstand R11, die in Reihenschaltung zwischen die Anode und Kathode der Diode D12 geschaltet sind, einen Hauptschalter S11, dessen erster Anschluß mit dem Ausgangsanschluß der Hauptbatterie 20 ver bunden ist, einen Spannungsstabilisator bzw. Regler 40, dessen Eingangsanschluß mit dem anderen Anschluß des Haupt schalters S11 verbunden ist, einen Abstell/Wiederaufnahme-Umwandlungsschalter S12 mit einem geerdeten Anschluß, einen Abstell- und/oder Wiederaufnahme-Signalerzeugungsabschnitt 50 mit einem Eingangsanschluß, der mit dem anderen Anschluß des Abstell/Wiederaufnahme-Umwandlungsschalters S12 verbun den ist, Stromversorgungs-Verwaltungssystem 60, dessen Eingangsanschlüsse mit dem Abstell- und/oder Wiederaufnahme-Signalerzeugungsabschnitt 50 bzw. mit dem Ausgangsanschluß des Reglers 40 verbunden sind, einen Gleich strom/Gleichstrom-Wandler 70, dessen Eingangsanschluß mit dem anderen Anschluß des Einschalt- bzw. Hauptschalters S11 verbunden ist und der ferner mit einer mit +5VON bezeichne ten Ausgangssignalleitung des Stromversorgungs-Verwaltungssystems 60 verbunden ist, eine nur für den Abstellbetrieb vorgesehene bzw. Nur-Abstellbetrieb-Logikschaltung 80, de ren Eingangsanschluß mit einem Ausgangsanschluß des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers 70 verbunden ist, einen Schalter 90, dessen Eingangsanschluß mit dem Ausgangsanschluß des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers 70 verbunden ist und der weiterhin mit einer mit SPEND bezeichneten Ausgangssignal leitung des Stromversorgungs-Verwaltungssystems 60 in Ver bindung steht, und eine Normalbetrieb- bzw. Normal-Logikschaltung 100, deren Eingangsanschluß mit einem Ausgangsan schluß des Schalters 90 verbunden ist.

Nachstehend wird die Arbeitsweise dieses bekannten Stromversorgungs-Steuerungssystems für tragbare Datenverar beitungsgeräte näher erläutert.

Wenn eine Bedienungsperson bzw. ein Benutzer den Haupt schalter S11 betätigt und die Hauptbatterie 20 im System installiert ist, wird dem Regler und dem Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler 70 aus der Hauptbatterie 20 Strom zugeführt. Wenn die Hauptbatterie 20 hingegen nicht im Sy stem installiert ist, wird dem Regler 40 und dem Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler 70 aus der Reservebatterie 30 Strom zugeführt.

Wenn Strom zugeführt wird, erzeugt der Regler 40 eine Konstantspannung und legt diese an das Stromversorgungs-Verwaltungssystem 60 an, um das Stromversorgungs-Verwaltungssystem 60 zu betreiben.

Das Stromversorgungs-Verwaltungssystem 60 führt dem Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler 70 das Einschaltsignal +5VON in der Weise zu, daß der Gleichstrom/Gleichstrom- Wandler 70 einen Freigabezustand erhält, und läßt das Ab stellsignal SPEND über den Schalter 90 unwirksam werden, um es anschließend zum Einschalten des Schalters 90 auszuge ben.

Aus dem von der Hauptbatterie 20 oder der Reservebatte rie 30 zugeführten Strom erzeugt der Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler 70 eine stabile Gleichspannung und führt diese Gleichspannung der nur für den Abstellbe trieb vorgesehenen Logikschaltung 80 und der Normal-Logikschaltung 100 zu, um damit die nur für den Abstellbetrieb vorgesehene Logikschaltung 80 und die Normal-Logikschaltung 100 zu betreiben.

Wenn die nur für den Abstellbetrieb vorgesehene Logik schaltung 80 und die Normal-Logikschaltung 100 in einem Zu stand normal arbeiten, bei dem der Benutzer seine Arbeit mit dem betreffenden tragbaren Datenverarbeitungsgerät für eine vorgegebene Zeitdauer wiederaufnimmt, betätigt er den Abstell/Wiederaufnahme-Umwandlungsschalter S12, wodurch dem Stromversorgungs-Verwaltungssystem 60 aus dem Abstell und/oder Wiederaufnahme-Signalerzeugungsabschnitt 50 ein Abstellsignal zugeführt wird.

Wenn dieses Abstellsignal aus dem Abstell- und/oder Wiederaufnahme-Signalerzeugungsabschnitt 50 her zugeführt wird, führt das Stromversorgungs-Verwaltungssystem 60 dem Schalter 90 das Abstellsignal SPEND zu, um den Schalter 90 auszuschalten.

Wenn das Stromversorgungs-Verwaltungssystem 60 erfaßt, daß der Benutzer mit dem tragbaren Datenverarbeitungsgerät über eine vorbestimmte Zeitdauer nicht arbeitet, führt das Stromversorgungs-Verwaltungssystem 60 dem Schalter 90 das Abstellsignal SPEND in der Weise zu, daß der Schalter 90 ausgeschaltet wird.

Wenn der Schalter 90 ausgeschaltet ist, wird die der Normal-Logikschaltung 100 vom Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler 70 zugeführte Gleichspannung unterbrochen, wodurch das tragbare Datenverarbeitungsgerät in eine Suspend- bzw. Ab stellbetriebsart versetzt wird, in der die Normal-Logikschaltung 100 nicht arbeitet. Ein derartiges System kann daher diejenige Energiemenge sparen, die dem Energiever brauch der Normal-Logikschaltung 100 entspricht. Wenn der Benutzer den Abstell/Wiederaufnahme-Umwandlungsschalter S12 ausschaltet, um seine Arbeit mit dem tragbaren Datenverar beitungsgerät wiederaufzunehmen, gibt der Abstell- und/oder Wiederaufnahme-Signalerzeugungsabschnitt 50 ein Wiederauf nahmesignal aus und führt dieses dem Stromversorgungs-Verwaltungssystem 60 zu.

Das Stromversorgungs-Verwaltungssystem 60 macht das dem Schalter 90 zugeführte Abstellsignal SPEND unwirksam, wenn das Wiederaufnahmesignal aus dem Abstell- und/oder Wiederaufnahme-Signalerzeugungsabschnitt 50 her zugeführt wird, wodurch der Schalter 90 eingeschaltet wird. Wenn der Schal ter 90 eingeschaltet ist, wird der Normal-Logikschaltung 100 erneut die Gleichspannung zugeführt, wodurch das trag bare Datenverarbeitungsgerät in normaler Weise betrieben wird.

Das Stromversorgungs-Steuerungssystem dieses tragbaren Datenverarbeitungsgeräts im Stand der Technik steuert jedoch die nur für den Abstellbetrieb vorgesehene Logikschaltung 80 mittels des eine große Kapazität bzw. Leistung aufweisenden Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers 70, der die nur für die Abstellbetriebsart vorgesehene Logikschaltung 80 und die Normal-Logikschaltung 100 in einer Normalbetriebsart an steuern kann, auch in der Abstellbetriebsart an. Der Gesamt-Stromverbrauch des Datenverarbeitungsgeräts wird daher erhöht bzw. sein Wirkungsgrad verschlechtert.

Das Stromversorgungs-Steuerungssystem des tragbaren Da tenverarbeitungsgeräts versucht auch dann einen Normalbe trieb durchzuführen oder den Normalbetrieb fortzusetzen, wenn die Hauptbatterie 20 nicht an das Gerät angeschlossen ist oder wenn die Hauptbatterie 20 und die Reservebatterie 30 vollständig entladen sind. Hierdurch tritt das Problem auf, daß die Lebensdauer der Hauptbatterie 20 bzw. der Re servebatterie 30 aufgrund dieser übermäßigen Entladung bzw. Tiefentladung verringert wird.

Aus der EP-0 496 536 A2 ist ein System bekannt, bei welchem die Spannung einer Hauptbatterie erfaßt wird. Ein Stromversorgungs-Verwaltungssystem erzeugt und behandelt unter Verwendung eines Schalters die Betriebszustände des Einschaltens, Abstellens und Wiederaufnehmens unter Berück sichtigung eines möglichst niedrigen Energieverbrauchs. Das System verwendet einen Haupt-Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler und einen zweiten Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler. Der zweite Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler ist zum Speichern von Daten bzw. zur Stromversorgung eines dynamischen Spei chers des wahlfreiem Zugriffs (DRAM) für den Fall vorgese hen, daß die Hauptbatterie entfernt wird.

Bei diesem bekannten System werden die beiden Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler unabhängig von dem jeweils vor handenen Betriebszustand immer betrieben, wodurch ähnlich zu dem vorhergehend bezüglich Fig. 3 beschriebenen System im Stand der Technik ein Gesamt-Stromverbrauch hoch und ein Wirkungsgrad schlecht ist. Außerdem ist auch bei diesem Sy stem keine übermäßige Entladung der Hauptbatterie und einer Reservebatterie berücksichtigt, so daß auch hier die Le bensdauer beider Batterien verringert wird.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht demgemäß darin, ein Stromversorgungs-Steuerungssystem für ein trag bares Datenverarbeitungsgerät sowie ein Verfahren zum Be treiben eines derartigen Systems zu schaffen, mittels denen die vorhergehend genannten Probleme gelöst werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich des Sy stems mit den im Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen und hin sichtlich des Verfahrens mit den im Anspruch 7 angegebenen Verfahrensschritten gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß für die Abstellbetriebsart und für die Nor malbetriebsart jeweils unterschiedliche Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler verwendet werden, die sich in ihrer Kapazität bzw. Leistung unterscheiden, wodurch der Wirkungsgrad er höht und der Stromverbrauch herabgesetzt wird.

Weiterhin kann mit dem erfindungsgemäßen Stromversorgungs-Steuerungssystem und Verfahren zum Betreiben dieses Systems verhindert werden, daß die Batterien übermäßig ent laden werden, und kann durch Aufrechterhalten einer Be triebsart mit niedrigem Leistungsverbrauch die Entladung der Hauptbatterie verringert werden, wenn sich die Spannung der Hauptbatterie unterhalb einer Referenzspannung befin det. Dies wird mittels einer Niedrigspannungs-Unterbrechungsschaltung erreicht, die für jeden Batterieanschluß vorgesehen ist.

Ferner kann mit dem erfindungsgemäßen Stromversorgungs-Steuerungssystem und Verfahren zum Betreiben dieses Systems die Funktion des Ausschaltens des Hauptschalters durch eine Softwarebetriebsart verarbeitet werden und kann gleichzei tig erreicht werden, daß ein Abstell/Wiederaufnahme-Umwandlungsschalter die Funktion des Einschaltens eines Haupt schalters beinhaltet.

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 anhand eines Blockschaltbilds den grundsätz lichen Aufbau eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Stromversorgungs-Steuerungssystems für tragbare Datenverarbeitungsgeräten

Fig. 2 anhand eines Flußdiagramms die Arbeitsweise des in Fig. 1 gezeigten Systems; und

Fig. 3 anhand eines Blockschaltbilds den prinzipiellen Aufbau eines Stromversorgungs-Steuerungssystems für tragbare Datenverarbeitungsgeräte im Stand der Technik.

In dem in Fig. 1 gezeigten Blockschaltbild ist der prin zipielle Aufbau eines Ausführungsbeispiels des erfindungs gemäßen Stromversorgungs-Steuerungssystems für tragbare Da tenverarbeitungsgeräte im einzelnen dargestellt.

Gemäß Fig. 1 weist dieses Stromversorgungs-Steuerungssystem für tragbare Datenverarbeitungsgeräte folgende Kompo nenten auf: eine Hauptbatterie 20; einen Batterie-Fühlerabschnitt bzw. -Sensorabschnitt 110, dessen Eingangsanschluß mit einem Ausgangsanschluß der Hauptbatterie 20 verbunden ist; eine Reserve- bzw. Hilfsbatterie 30; eine Diode D14 und einen Widerstand R12, die in Reihenschaltung zwischen einem Verbindungsknoten der Hauptbatterie 20 und des Batterie-Fühlerabschnitts 110 und der Reservebatterie 30 ange ordnet sind; eine Diode D13, deren Anode mit dem Verbin dungsknoten der Hauptbatterie 20 und des Batterie-Fühlerabschnitts 110 verbunden ist; eine Diode D15, deren Kathode mit der Kathode der Diode D13 und deren Anode mit der Re servebatterie 30 verbunden ist; einen Niedrigspannungs-Unterbrechungsabschnitt 150, dessen Eingangsanschluß mit der Kathode der Diode D13 verbunden ist; einen Hilfs-Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler 160, dessen Eingangsanschlüsse mit der Kathode der Diode D13 bzw. mit dem Ausgangsanschluß des Niedrigspannungs-Unterbrechungsabschnitt 150 verbunden sind; einen Einschalt/Abstell/Wiederaufnahme-Umwandlungsschalter S13 mit einem geerdeten Anschluß; einen Einschalt/Abstell/Wiederaufnahme-Signalerzeugungsabschnitt 170, dessen Eingangsanschluß mit dem anderen Anschluß des Einschalt/Abstell/Wiederaufnahme-Umwandlungsschalters S13 verbunden ist; ein Stromversorgungs-Verwaltungssystem 180, dessen Eingangsanschlüsse mit dem Einschalt/Abstell/Wiederaufnahme-Signalerzeugungsabschnitt 170, einem Ausgangsanschluß des Batterie-Fühlerabschnitts 110 und einem Ausgangsanschluß des Hilfs-Gleich strom/Gleichstrom-Wandlers 160 verbunden sind; einen Schaltabschnitt 120, dessen Eingangsanschluß mit dem Aus gangsanschluß der Hauptbatterie 20 und einer Ausgangssi gnalleitung (PWRON) des Stromversorgungs-Verwaltungssystems 180 verbunden ist; einen Niedrigspannungs-Unterbrechungsabschnitt 130, der ein Ausgangssignal des Schaltabschnitts 120 zurückkoppelt; einen Haupt-Gleichstrom/Gleichstromwandler 140, dessen Eingangsanschlüsse mit dem Ausgangsan schluß des Schaltabschnitts 120 und einer mit +5VON be zeichneten Ausgangssignalleitung des Stromversorgungs-Verwaltungssystems 180 verbunden sind; eine für den Normalbe trieb vorgesehene bzw. Normal-Logikschaltung 80, deren Ein gangsanschluß mit dem Ausgangsanschluß des Haupt-Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers 140 verbunden ist; einen Schal ter 90, dessen Eingangsanschlüsse mit dem Ausgangsanschluß des Haupt-Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers 140 und einer mit SPEND bezeichneten Ausgangssignalleitung des Stromversorgungs-Verwaltungssystems 180 verbunden sind; einen Schalter 190, dessen Eingangsanschlüsse mit dem Ausgangsan schluß des Hilfs-Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers 160 und der Ausgangssignalleitung SPEND des Stromversorgungs-Verwaltungssystems 180 verbunden sind; und eine nur für die Abstellbetriebsart (Suspendbetriebsart) vorgesehene Logik schaltung 100, deren Eingangsanschluß mit dem jeweiligen Ausgangsanschluß der Schalter 90 und 190 verbunden ist.

Der Schaltabschnitt 120 weist eine Spannungserhöhungs schaltung 121 auf, deren Eingangsanschluß mit einer Steuer signalleitung des Stromversorgungs-Verwaltungssystems 180 und einem Ausgangsanschluß des Niedrigspannungs-Unterbrechungsabschnitts 130 verbunden ist. Ein N-Typ-Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) 122 ist zwischen die Hauptbatterie 20 und den Haupt-Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler 140 geschaltet, wobei sein Gateanschluß mit dem Ausgangsanschluß der Spannungserhöhungsschaltung 121 ver bunden ist.

Es sei darauf hingewiesen, daß in der vorliegenden Be schreibung mit den gleichen Bezugszeichen und Buchstaben jeweils die gleichen Teile bezeichnet sind.

In Fig. 2 sind anhand eines Flußdiagramms die einzelnen Verarbeitungsschritte des Betriebsablaufs dieses Ausfüh rungsbeispiels des erfindungsgemäßen Stromversorgungs-Steuerungssystems für tragbare Datenverarbeitungsgeräte ge zeigt.

Gemäß Fig. 2 weist das erfindungsgemäße Betriebsverfahren des Stromversorgungs-Steuerungssystems für tragbare Da tenverarbeitungsgeräte folgende Schritte auf: wenn über die Hauptbatterie 20 oder die Reservebatterie 30 Strom zuge führt wird, beginnt der Betriebsablauf in einem Anfangs schritt 300; nach dem Beginn des Betriebsablaufs werden in einem Folgeschritt 310 Hochpegelsignale +5VON, PWRON und SPEND ausgegeben und der Schaltabschnitt 120 sowie die Schalter 90 und 190 werden gesperrt bzw. deaktiviert; in einem Folgeschritt 320 wird daraufhin eine Betriebsart mit geringem Energieverbrauch aufrechterhalten, um den Strom verbrauch des Steuerungsabschnitts so klein wie möglich zu machen; anschließend wird in einem Schritt 330 ein Ein gangssignal erfaßt; in einem Schritt 340 wird mittels des erfaßten Eingangssignals überprüft, ob ein Einschaltsignal zugeführt wird; falls das Einschaltsignal zugeführt wird, wird in einem Schritt 350 überprüft, ob ein Abstellsignal (Signal für eine vorübergehende Außerbetriebnahme, Suspend signal) zugeführt wird; daraufhin wird in einem Schritt 360 ein Niedrigpegelsignal SPEND ausgegeben, wenn das Abstell signal zugeführt wird, und es werden die Schalter 90 und 190 freigegeben bzw. aktiviert, um das System in einer Abstell-Betriebsart zu betreiben; daraufhin wird in einem Schritt 370 überprüft, ob das Abstellsignal kontinuierlich zugeführt wird, wobei die Abstellbetriebsart aufrechterhal ten wird; in einem Schritt 380 wird überprüft, ob die Hauptbatterie 20 angeschlossen ist, vorausgesetzt, daß das Abstellsignal nicht zugeführt wird oder daß in der Abstell betriebsart ein Wiederaufnahmesignal zugeführt wird; wenn die Hauptbatterie 20 angeschlossen ist, wird in einem Schritt 390 überprüft, ob die Spannung der Hauptbatterie 20 größer als eine Bezugs- bzw. Referenzspannung ist; wenn die Spannung der Hauptbatterie 20 größer als die Referenzspan nung ist, wird in einem Folgeschritt 400 ein Hochpegelsi gnal SPEND ausgegeben, um die Schalter 90 und 190 zu akti vieren, worauf Niedrigpegelsignale PWRON und +5VON ausgege ben werden, um den Schaltabschnitt 120 und den Haupt- Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler 140 freizugeben, so daß das System normal arbeiten kann; und in einem Schritt 410 wird überprüft, ob mittels einer Softwarebetriebsart ein Aus schaltsignal zugeführt wird, vorausgesetzt, daß das System normal arbeitet, und es wird zu der Betriebsart mit niedri gem Energieverbrauch zurückgekehrt, wenn das Ausschaltsi gnal zugeführt wird.

Die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Stromversor gungssystems für tragbare Datenverarbeitungsgeräte wird nunmehr im einzelnen erläutert.

Wenn Strom zugeführt wird, indem die Hauptbatterie 20 und die Reserverbatterie 30 im System installiert bzw. in dieses eingesetzt werden, beginnt das Stromversorgungs-Steuerungssystem des jeweiligen tragbaren Datenverarbei tungsgeräts zu arbeiten.

Wenn das Stromversorgungs-Steuerungssystem arbeitet, wird dem Stromversorgungs-Verwaltungssystem 180 über den Hilfs-Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler 160 aus der Hauptbat terie 20 oder der Reservebatterie 30 Strom zugeführt. Der Betriebsablauf des Stromversorgungs-Verwaltungssystems 180 beginnt damit, daß das im voraus programmierte und in einem Speicherabschnitt des Stromversorgungs-Verwaltungssystems 180 gespeicherte Verfahren zum Betreiben des Stromversorgungs-Steuerungssystems ausgeführt wird.

Wenn der Betriebsablauf beginnt, gibt das Stromversorgungs-Verwaltungssystem 180 Hochpegelsignale +5VON, PWRON und SPEND aus, um den Schalter 90 freizugeben, wobei gleichzeitig der Schaltabschnitt 120, der Haupt-Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler 140 und der Schalter 190 gesperrt werden.

Die Schalter 90 und 190 sind so ausgebildet, daß sie in Abhängigkeit vom Eingangssignal SPEND gegensätzlich zuein ander arbeiten. In einer Anfangsstufe des Betriebs wird da her die Stromzufuhr zur Normal-Logikschaltung 80 und der für die Abstellbetriebsart vorgesehenen Logikschaltung 100 unterbrochen, um das System nicht zu betreiben.

Das Stromversorgungs-Verwaltungssystem 180 unterbricht bzw. verringert die Frequenz ihres internen Systemtakts, um eine Betriebsart mit niedrigem Energieverbrauch einzuneh men, in der der Stromverbrauch minimal ist. Das Stromversorgungs-Verwaltungssystem 180 fühlt bzw. überprüft, ob aus dem Einschalt/Abstell/Wiederaufnahme-Signalerzeugungsabschnitt 170 ein Signal zugeführt wird, und ermittelt, ob ein Einschaltsignal zugeführt wird oder nicht. Wenn das Einschaltsignal nicht zugeführt wird, wiederholt das Stromversorgungs-Verwaltungssystem 180 den obigen Betriebsablauf solange, bis das Einschaltsignal aus dem Einschalt/Abstell/Wiederaufnahme-Signalerzeugungsabschnitt 170 zugeführt wird, wodurch eine Betriebsart mit niedrigem Energieverbrauch aufrechterhalten wird.

Wenn der Benutzer des betreffenden tragbaren Computers den Einschalt/Abstell/Wiederaufnahme-Umwandlungsschalter S13 einschaltet oder ausschaltet, wird dem Stromversorgungs-Verwaltungssystem 180 aus dem Einschalt/Abstell/Wiederaufnahme-Signalerzeugungsabschnitt 170 ein Einschaltsignal zugeführt. Der Einschalt/Abstell/Wiederaufnahme-Signalerzeugungsabschnitt 170 erzeugt ein Einschaltsignal unter der Voraussetzung, daß sich das Stromversorgungs-Verwaltungssystem 180 in einer Betriebsart mit niedrigem Energieverbrauch befindet und der Benutzer den Einschalt/Abstell/Wiederaufnahme-Umwandlungsschalter S13 einschaltet oder ausschaltet. Der Einschalt/Abstell/Wiederaufnahme-Signalerzeugungsabschnitt 170 erzeugt ein Abstellsignal unter der Voraussetzung, daß der Benutzer den Einschalt/Abstell/Wiederaufnahme-Umwandlungsschalter S13 einschaltet oder ausschaltet, nachdem das Ein schaltsignal oder das Wiederaufnahmesignal erzeugt worden ist. Wenn sich das Stromversorgungs-Verwaltungssystem 180 in der Abstellbetriebsart befindet und der Benutzer den Einschalt/Abstell/Wiederaufnahme-Umwandlungsschalter S13 einschaltet oder ausschaltet, erzeugt der Einschalt/Abstell/Wiederaufnahme-Signalerzeugungsabschnitt 170 ein Wiederaufnahmesignal.

Wenn das Einschaltsignal von dem Einschalt/Abstell/Wiederaufnahme-Signalerzeugungsabschnitt 170 zugeführt wird, überprüft das Stromversorgungs-Verwaltungssystem 180, ob aus dem Einschalt/Abstell/Wiederaufnahme-Signalerzeugungsabschnitt 170 ein Abstellsignal zugeführt wird oder nicht.

Wenn der Benutzer seine Arbeit mit dem Computer für ei ne vorbestimmte Zeitdauer in einem Zustand beendet, bei dem das Einschaltsignal zugeführt wird, und den Einschalt/Abstell/Wiederaufnahme-Umwandlungsschalter S13 ein schaltet oder ausschaltet, wird dem Stromversorgungs-Verwaltungssystem 180 aus dem Einschalt/Abstell/Wiederaufnahme-Signalerzeugungsabschnitt 170 ein Abstellsignal zugeführt.

Wenn das Abstellsignal zugeführt wird, gibt das Stromversorgungs-Verwaltungssystem 180 Hochpegelsignale PWRON und +5VON aus, so daß der Schaltabschnitt 120 und der Haupt-Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler 140 einen gesperrten bzw. deaktivierten Zustand beibehalten können. Zur selben Zeit gibt das Stromversorgungs-Verwaltungssystem 180 ein einen niedrigen Pegel aufweisendes Abstellsignal SPEND aus, um den Schalter 190 freizugeben und den Schalter 90 zu sperren.

Wenn der Schalter 190 freigegeben wird und der Schalt abschnitt 120, der Haupt-Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler 140 und der Schalter 90 dabei gesperrt sind, wird der von dem Hilfs-Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler 160 ausgegebene Strom über den Schalter 190 der nur für den Abstellbetrieb vorgesehenen Logikschaltung 100 in der Weise zugeführt, daß das System in einer Abstellbetriebsart arbeitet. Der Hilfs-Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler 160 ist ein Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler mit geringer Leistung bzw. Kapa zität, der dann einen sehr hohen Wirkungsgrad bei der Stromversorgung aufweist, wenn die betreffende Last klein ist.

In der Abstellbetriebsart wird das System ausschließ lich von der nur für die Abstellbetriebsart vorgesehenen Logikschaltung 100 angesteuert und die Stromzufuhr zur Normal-Logikschaltung 80 ist unterbrochen, wodurch das System nur minimal Energie verbraucht, so daß die Haltbarkeit der Hauptbatterie 20 und der Reserverbatterie 30 bzw. die Bat teriebetriebsdauer des Geräts verlängert wird.

Falls sich das System in der Abstellbetriebsart befin det, wenn der Benutzer den Einschalt/Abstell/Wiederaufnahme-Umwandlungsschalter S13 ein schaltet oder ausschaltet, um das System in normaler Weise zu betreiben bzw. zu benutzen, führt der Einschalt-Abstell-Wiederaufnahme-Signalerzeugungsabschnitt 170 dem Stromversorgungs-Verwaltungssystem 180 ein Wiederauf nahmesignal zu.

Wenn das Abstellsignal nicht zugeführt worden ist, nachdem das Wiederaufnahmesignal in der Abstellbetriebsart zugeführt worden ist, oder wenn das Einschaltsignal in der Betriebsart mit niedrigem Energieverbrauch zugeführt worden ist, überprüft das Stromversorgungs-Verwaltungssystem 180 mittels des Batterie-Fühlerabschnitts 110, ob die Hauptbat terie 20 angeschlossen ist oder nicht. Wenn die Hauptbatte rie 20 nicht angeschlossen ist, wird die Betriebsart des Stromversorgungs-Verwaltungssystems 180 auf die Betriebsart mit niedrigem Energieverbrauch zurückgesetzt.

Wenn das Stromversorgungs-Verwaltungssystem 180 hinge gen erkennt, daß die Hauptbatterie 20 angeschlossen ist, erfaßt das Stromversorgungs-Verwaltungssystem 180 über den Batterie-Fühlerabschnitt 110 die momentane Spannung der Hauptbatterie 20. Anschließend überprüft das Stromversor gungs-Verwaltungssystem 180, ob die Spannung der Hauptbat terie 20 unterhalb der Referenzspannung liegt oder nicht.

Wenn die Spannung der Hauptbatterie 20 kleiner als die Re ferenzspannung ist, wird die Betriebsart des Stromversorgungs-Verwaltungssystems 180 auf die Betriebsart mit nied rigem Energieverbrauch zurückgesetzt.

Wenn die Spannung der Hauptbatterie größer als die Re ferenzspannung ist, gibt das Stromversorgungs-Verwaltungssystem 180 ein Abstellsignal SPEND mit hohem Pegel aus, um den Schalter 190 zu sperren und den Schalter 90 freizuge ben, und gibt ferner niedrige Pegel aufweisende Signale PWRON und +5VON aus, um den Schaltabschnitt 160 und den Haupt-Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler 140 freizugeben.

Wenn der Schalter 120, der Haupt-Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler 140 und der Schalter 90 freigege ben sind, während der Schalter 190 seinen Sperrzustand bei behält, wird der von dem Haupt-Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler 140 ausgegebene Strom der Normal-Logikschaltung 80 und der nur für den Abstellbetrieb vorgesehenen Logikschal tung 100 zugeführt, um das System normal zu betreiben. Der Haupt-Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler 140 ist ein Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler mit hoher Kapazität bzw. Lei stung, der dann einen hohen Wirkungsgrad aufweist, wenn ei ne große Last zu versorgen ist.

In der Normalbetriebsart überprüft das Stromversorgungs-Verwaltungssystem 180, ob ein vom Benutzer in einer Softwarebetriebsart gewähltes Ausschaltsignal PWROFF zuge führt wird. Wenn das Ausschaltsignal PWROFF zugeführt wird, wird die Betriebsart auf die Betriebsart mit niedrigem Energieverbrauch zurückgesetzt, um die Stromzufuhr zur Normal-Logikschaltung 80 und zu der für die Abstellbetriebsart vorgesehenen Logikschaltung 100 zu unterbrechen, und die Zufuhr des Einschaltsignals bleibt in Bereitschaft, um den Gesamtablauf wiederholt durchzuführen.

Es ist bei diesem Ausführungsbeispiel nicht erforder lich, daß das Ausschaltsignal PWROFF durch eine Softwarebe triebsart erzeugt wird; das Ausschaltsignal PWROFF kann vielmehr auch mittels einer einfachen Vorrichtung wie bei spielsweise mittels eines Ausschalters erzeugt werden, falls es erforderlich ist.

Wenn das Ausschaltsignal PWROFF nicht zugeführt wird, überprüft das Stromversorgungs-Verwaltungssystem 180, ob aus dem Einschalt/Abstell/Wiederaufnahme-Signalerzeugungsabschnitt 170 ein Abstellsignal zugeführt wird, und führt daraufhin einen Abstell-Steuerungsablauf oder einen Normalbetrieb-Steuerungsablauf durch.

Wenn die Hauptbatterie 20 oder die Reservebatterie 30 soweit entladen ist, daß die Spannung unter eine Mini malspannung fällt, wird diese Spannung von den Niedrigspannungs-Unterbrechungsabschnitten 130 und 150 zurückgekop pelt, wodurch der Schaltabschnitt 120 einen Sperrzustand einnimmt oder der Betrieb der Reservebatterie 30 beendet wird, um zu verhindern, daß die Hauptbatterie 20 und die Reservebatterie 30 übermäßig bzw. tief entladen werden.

Da in diesem Fall der Betrieb des Hilfs-Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers 160 beendet bzw. abgestellt wird, wird der Betrieb des Stromversorgungs-Verwaltungssystems 180 ebenfalls beendet. Falls die Hauptbatterie 20 und die Reservebatterie 30 durch jeweils neue Batterien ersetzt werden, ist die Batteriespannung höher als die Minimalspan nung, so daß der Betrieb des Stromversorgungs-Verwaltungssystems 180 erneut beginnt.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung führt das Stromversorgungs-Steuerungssystem für tragbare Datenverarbeitungsgeräte eine Abstellbetriebs art und eine Normalbetriebsart durch, die so unterschieden werden, daß eine effiziente Energienutzung gewährleistet ist. Da für jeden Batterieanschluß eine Niedrigspannungs-Unterbrechungsschaltung vorgesehen ist, ist das System dar über hinaus in der Lage, eine übermäßige Entladung der Hauptbatterie oder der Reservebatterie zu verhindern. Wenn die Hauptbatterie nicht an das System angeschlossen ist oder wenn ihre Spannung unter der Referenzspannung liegt, wird die momentane Betriebsart auf die Betriebsart mit niedrigem Energieverbrauch zurückgesetzt, um die Entla dung der Hauptbatterie zu verringern.

Da der Abstell-Wiederaufnahmeschalter erfindungsgemäß die Funktion des Einschaltens eines Hauptschalters beinhal tet und da die Funktion des Ausschaltens des Hauptschalters durch softwaremäßige Verarbeitung nachgebildet wird, ist das erfindungsgemäße System in der Lage, die erforderliche Anzahl von Schaltern zu verringern.

Claims

1. Stromversorgungs-Steuerungssystem für tragbare Daten verarbeitungsgeräte, mit:

[a] einem Batterie-Fühlerabschnitt (110), der erfaßt, ob eine Hauptbatterie (20) installiert ist, und der die Spannung der Hauptbatterie (20) erfaßt;
[b] einem Haupt-Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler (140) und einem Hilfs-Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler (160);
[c] einem Stromversorgungs-Verwaltungssystem (180), das sei nen Betrieb beginnt, wenn über Batterien Strom zuge führt wird, den dem Haupt-Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler (140) und den einer nur für eine Abstellbetriebsart vorgesehenen Logikschaltung (100) zugeführten Strom un terbricht, überprüft, ob ein Abstellsignal zugeführt wird, falls ein Einschaltsignal zugeführt wird, eine den Energieverbrauch des Stromversorgungs-Verwaltungssystems (180) minimierende Betriebsart mit niedrigem Energieverbrauch aufrechterhält, und daraufhin aus schließlich die nur für die Abstellbetriebsart vorgese hene Logikschaltung (100) ansteuert, wenn das Abstellsi gnal für einen Betrieb in der Abstellbetriebsart zuge führt wird, wobei das System nach der Überprüfung, ob in der Abstellbetriebsart ein Wiederaufnahmesignal zu geführt wird, die Normal-Logikschaltung (80) und die nur für den Abstellbetrieb vorgesehene Logikschaltung (100) für den Betrieb in einer Normalbetriebsart an steuert, wenn das Wiederaufnahmesignal zugeführt wird, die Hauptbatterie (20) angeschlossen ist und die Span nung der Hauptbatterie (20) größer als eine Referenz spannung ist, und den der Normal-Logikschaltung (80) und der nur für die Abstellbetriebsart vorgesehenen Logik schaltung (100) zugeführten Strom unterbricht, wenn in einer Softwarebetriebsart ein Ausschaltsignal zugeführt wird, und daraufhin einen Steuerungsablauf zum Auf rechterhalten einer Betriebsart mit niedrigem Energie verbrauch durchführt;
[d] einem Einschalt/Abstell/Wiederaufnahme-Signalerzeugungsabschnitt (170), der in Übereinstimmung mit einer jeweiligen Betriebsart des Stromversorgungs-Verwaltungssystems (180) ein Einschaltsignal, ein Abstellsi gnal und ein Wiederaufnahmesignal erzeugt, wenn ein Einschalt/Abstell/Wiederaufnahme-Umwandlungsschalter (S13) von einem Benutzer eingeschaltet oder ausgeschal tet wird;
wobei der Haupt-Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler (140) und der Hilfs-Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler (160) Strom aufnehmen, wenn die Hauptbatterie (20) und eine Reserverbatterie (30) installiert sind, und der Normal-Logikschaltung (80) und der nur für den Abstellbetrieb vorgesehenen Logikschaltung (100) Strom zuführen;
[e] einem Schaltabschnitt (120), der in Übereinstimmung mit einem Steuersignal (PWRON) des Stromversorgungs-Verwaltungssystems (180) den dem Haupt-Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler (140) aus der Hauptbatterie (20) zugeführ ten Strom unterbricht;
[f] zwei Schaltern (90,190), die in Übereinstimmung mit ei nem Steuersignal (SPEND) des Stromversorgungs-Verwaltungssystems (180) den der Normal-Logikschaltung (80) oder der nur für den Abstellbetrieb vorgesehenen Logik schaltung (100) zugeführten Strom unterbrechen; und
[g] Niedrigspannungs-Unterbrechungsabschnitten (130, 150), die den von den Batterien zugeführten Strom unterbre chen, wenn die Spannung der Hauptbatterie (20) oder der Reservebatterie (30) unter einer Minimalspannung liegt.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter (90, 190) nach Maßgabe des Steuersignals (SPEND) des Stromversorgungs-Verwaltungssystems (180) gegensätz lich zueinander eingeschaltet oder ausgeschaltet wer den.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltabschnitt (120) eine Spannungserhöhungs schaltung (121), deren Eingangsanschluß mit einer Lei tung für das Steuersignal (PWRON) des Stromversorgungs-Verwaltungssystems (180) und einem Ausgangsanschluß des Niedrigspannungs-Unterbrechungsabschnitts (130) verbun den ist, und einen N-Typ-Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor (122) aufweist, der zwischen die Haupt batterie (20) und den Haupt-Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler (140) geschaltet ist und dessen Gateanschluß mit dem Ausgangsanschluß der Spannungserhöhungsschaltung (121) verbunden ist.

4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß der Haupt-Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler (140) ein Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler mit großer Leistung ist, der einen hohen Wirkungsgrad bei der Stromversorgung in einer Normalbetriebsart auf weist, bei der eine hohe Last vorliegt.

5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß der Hilfs-Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler (160) ein Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler mit geringer Leistung ist, der einen hohen Wirkungsgrad bei der Stromversorgung in einer Abstellbetriebsart auf weist, bei der eine geringe Last vorliegt.

6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, daß das Ausschaltsignal mittels einer einfachen Vorrichtung wie beispielsweise mittels eines Ausschalters erzeugt wird.

7. Verfahren zum Betreiben eines Stromversorgungs-Steuerungssystems eines tragbaren Datenverarbeitungsgeräts nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das die fol genden Schritte aufweist:

[1] Unterbrechen des einem Haupt-Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler (140) oder einer nur für eine Abstellbetriebs art vorgesehenen Logikschaltung (100) zugeführten Stroms, nachdem Strom über eine Hauptbatterie (20) oder eine Reservebatterie (30) zugeführt worden ist und ein Betrieb beginnt;
[2] Erfassen eines Eingangssignals und gleichzeitiges Auf rechterhalten einer den Energieverbrauch eines Stromversorgungs-Verwaltungssystems (180) minimierenden Be triebsart mit niedrigem Energieverbrauch, und anschlie ßendes Überprüfen, ob ein Einschaltsignal zugeführt wird oder nicht;
[3] Betreiben des Systems in einer Abstellbetriebsart durch ausschließliches Ansteuern der nur für die Abstellbe triebsart vorgesehenen Logikschaltung (100), falls ein Abstellsignal zugeführt wird, nachdem überprüft worden ist, ob das Abstellsignal zugeführt wird, wenn das Ein schaltsignal zugeführt wird;
[4] Überprüfen, ob in der Abstellbetriebsart ein Wiederauf nahmesignal zugeführt wird, und Überprüfen, ob die Hauptbatterie (20) an das System angeschlossen ist oder nicht, falls das Wiederaufnahmesignal zugeführt wird;
[5] Ansteuern einer Normal-Logikschaltung (80) und der nur für den Abstellbetrieb vorgesehenen Logikschaltung (100) für den Fall, daß die Hauptbatterie (20) an das System angeschlossen ist und die Spannung der Hauptbat terie (20) größer als eine Referenzspannung ist, um das System in einer Normalbetriebsart zu betreiben; und
[6] Aufrechterhalten der Betriebsart mit niedrigem Energie verbrauch, nachdem der der Normal-Logikschaltung (80) und der nur für die Abstellbetriebsart vorgesehenen Lo gikschaltung (100) zugeführte Strom unterbrochen worden ist, wenn ein Ausschaltsignal zugeführt wird, wobei mittels einer Softwarebetriebsart überprüft wird, ob das Ausschaltsignal zugeführt wird oder nicht.