DE69130785T2

DE69130785T2 - Adapter für Aussenbatterie und Batteriesystem

Info

Publication number: DE69130785T2
Application number: DE69130785T
Authority: DE
Inventors: Kenji Ora-Gun Gunma Sakamoto
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1990-07-31
Filing date: 1991-07-30
Publication date: 1999-07-01
Anticipated expiration: 2011-07-31
Also published as: EP0469533A3; US5200685A; JPH0488845A; JPH0773413B2; EP0469533A2; EP0469533B1; DE69130785D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine aufladbare Reservebatterieeinheit, um batterie-getriebenen Einrichtungen, wie etwa Notebook-Personalrechner, elektrische Leistung zuzuführen, und insbesondere auf einen Adapter für eine äußere Batterie und ein Batteriesystem einschließlich einem derartigen Adapter.
Verschiedene batterie-getriebene Einrichtungen, die eine aufladbare Batterie als ihre Leistungsquelle verwenden, haben eine breite Anwendung erfahren.
Ein Beispiel von derartigen Einrichtungen ist ein Notebook- Personalrechner. Ein Notebook-Personalrechner ist vorteilhaft, weil er tragbar ist, da er durch eine Batterie getrieben wird, die im Innern der Einrichtung ohne die Notwendigkeit zur Verbindung mit der Netzspannungsversorgung lösbar eingerichtet ist. Bevor die Leistung der Batterie verbraucht ist, wird die Batterie durch eine Ladeeinrichtung geladen, um dadurch die Funktion der Batterie aufrechtzuerhalten.
Mit Bezug auf Fig. 3 wird nachfolgend eine herkömmliche Batterie erläutert.
Ein Personalrechner 1 ist mit einer inneren Batterie 2 ausgestattet, die lösbar und aufladbar ist, und die elektrische Leistung der Batterie 2 wird für verschiedene Funktionen verwendet. Wenn die innere Batterie 2 geladen wird, wird von einem DCIN- Anschluß 3 eine vorbestimmte Gleichspannung zugeführt und in die innere Batterie 2 eingeführt, um sie aufzuladen.
Zu diesem Zweck ist der DCIN-Anschluß 3 mit einem Gleichspannungskabel 4 verbunden, und das Gleichspannungskabel 4 ist über eine Wechselspannungs-Adapter/Ladeeinrichtung 5 mit einer Steckdose 6 verbunden.
Die Wechselspannung (gewöhnlich Wechselspannung von 100 bis 240 V) von der Steckdose 6 wird durch die Wechselspannungs- Adapter/Ladeeinrichtung in eine vorbestimmte Gleichspannung (zum Beispiel Gleichspannung von 12 V) gewandelt und über das Gleichspannungskabel 4 in den DCIN-Anschluß 3 des Personalrechners 1 eingegeben, um dadurch die innere Batterie 2 zu laden.
Durch Laden der inneren Batterie 2 unter einer vorbestimmten Frequenz ist es auf diese Weise möglich, die Leistung der inneren Batterie 2 aufrechtzuerhalten und den Personalrechner unter Verwendung der Leistung zu treiben.
Da jedoch die Kapazität der inneren Batterie 2 begrenzt ist, dauert es ohne Aufladen höchstens etwa zwei Stunden, bis der Dauerbetrieb des Rechners erschöpft ist. Obwohl es möglich ist, durch Vergrößern der Kapazität der inneren Batterie 2 die Zeitdauer des Dauerbetriebs des Rechners zu verlängern, ist einer Vergrößerung der Kapazität eine Grenze durch den Kondensator der inneren Batterie 2 gesetzt, da das Gewicht des Personalrechners 1 dadurch erhöht wird.
Um den Dauerbetrieb des Rechners unter Beibehaltung des geringen Gewichts des Personalrechners 1 für eine Langzeitverwendung ohne Aufladen zu ermöglichen, kann die gleiche Batterie wie die innere Batterie 2 als eine Reservebatterie, die nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit die innere Batterie 2 ersetzt, vorbereitet werden.
Während der Periode des Batteriewechsels ist jedoch die Leistungsversorgung zum Personalrechner 1 unterbrochen, sodaß die Daten und dergleichen, die in einem Schreib-Lese-Speicher (RAM) oder dergleichen des Personalrechners 1 gespeichert sind, verloren gehen. Um dies zu verhindern, ist getrennt von der inneren Batterie 2 eine Batterie zum Sichern des Schreib-Lese-Speichers (RAM) bei dem Personalrechner 1 vorbereitet, um die Daten und dergleichen in einem Speicher, wie etwa einer magnetischen Platte, die die Daten vor dem Trennen des Personalrechners von der Leistungsversorgung zum Zwecke des Batteriewechsels speichern kann, zu retten.
Dies hat jedoch ebenfalls Nachteile, die darin bestehen, daß das System zum Bilden der Reservebatterie innerhalb des Personalrechners eine zusätzliche Vorrichtung erfordert, die bei dem Personalrechner 1 einen beträchtlichen Raum einnimmt, das Gewicht des Rechners erhöht und zu einem Anstieg bei den Kosten führt.
Da insbesondere die Reservebatterie gewöhnlich nicht in Funktion ist, ist es unwirksam, sie innerhalb des Personalrechners 1 zu bilden.
Für den Anwender ist es zusätzlich mühsam, vor einem Wechsel der Batterien die Daten und dergleichen auf einer magnetischen Platte oder dergleichen zu retten und die Daten nach dem Wechsel der Batterien wiederherzustellen.
Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorstehend beschriebenen Probleme bei dem Stand der Technik zu beseitigen und einen Adapter für eine äußere Batterie und ein Batteriesystem zu bilden, die eine äußere Batterie wirksam verwenden können.
Diese Aufgabe wird bezüglich des Adapters durch einen Adapter mit den in Patentanspruch 1 erwähnten Merkmalen und bezüglich des Batteriesystems durch ein Batteriesystem mit den in Patentanspruch 3 erwähnten Merkmalen gelöst.
Die Erfindung wird weiter durch die in den Unteransprüchen erwähnten Merkmale ausgeführt.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Leistung der äußeren Batterie von dem Leistungausgabeanschluß auszugeben und die geladene Leistung der äußeren Batterie von dem Eingabeanschluß zu empfangen, indem der Adapter für eine äußere Batterie mit der äußeren Batterie verbunden wird.
Durch Verbinden des Adapters für eine äußere Batterie mit der Ladeeinrichtung ist es möglich, die äußere Batterie zu laden.
Durch Verbinden des Adapters für eine äußere Batterie mit dem Rechner ist es ebenfalls möglich, die Leistung der äußeren Batterie zu der Einrichtung zu führen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der äußeren Erscheinung eines Ausführungsbeispiels eines Adapters für eine äußere Batterie und ein Batteriesystem und drei Verbindungsmodi des Adapters mit einer Ladeeinrichtung und einem Rechner;
Fig. 2 ein Schaltbild der Leistungsschaltung innerhalb des Adapters für eine äußere Batterie, der Ladeeinrichtung und des Rechners, wie in Fig. 1 gezeigt; und
Fig. 3 eine erläuternde Ansicht eines herkömmlichen Adapters im Zustand eines Aufladens einer Batterie innerhalb eines Rechners.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Adapters für eine äußere Batterie in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung und eine äußere Batterie, die mit dem Adapter verbunden ist. Die Verbindung zwischen dem Adapter, einer Ladeeinrichtung und einem Rechner kann durch ein Kabel unter Schalten in drei Modi hergestellt werden, wie in Fig. 1 gezeigt.
In Fig. 1 ist eine äußere Batterie 7 aufladbar und sie ist in einem tragbaren Batterieleistungskasten gebildet. Bevorzugt wird zum Beispiel eine Batterie MBC-18NBAT, hergestellt von Sanyo Electric Co., Ltd..
Um die äußere Batterie 7 mit einer Ladeeinrichtung oder einem Rechner zu verbinden, ist ein Adapter 9 für eine äußere Batterie, der für die vorliegende Erfindung kennzeichnend ist, gebildet. Der Adapter 9 enthält Dioden zum ausgewählten Begrenzen der Verbindungsschaltungen und der Strompfade, wie später erläutert wird. Der Adapter 9 ist ebenso mit einem Verbindungselement zum elektrischen Verbinden des Adapters 9 mit der Batterie 7 und mit einem weiteren Verbindungselement zum elektrischen Verbinden des Adapters 9 mit einer äußeren Ladeeinrichtung oder einem Rechner gebildet, wie später erläutert wird. In Fig. 1 ist ein äußeres Vorrichtungsverbindungselement durch das Bezugszeichen 10 bezeichnet.
Die in Fig. 1 gezeigte äußere Batterie 7 bildet in Bezug auf einen tragbaren Notebook-Rechner eine Hilfsleistungsquelle. Von der äußeren Batterie 7 wird über ein Kabel 32 und über den Adapter 9 Leistung zu einem Notebook-Rechner 24 geführt. Der Notebook-Rechner 24 ist zum Beispiel ein tragbarer Rechner von der MBC-18NB-Reihe, die durch Sanyo Electric Co., Ltd. hergestellt wird. Eine innere Batterie zum Ausführen von gewöhnlichen Funktionen ist selbstverständlich innerhalb des Rechners 24 gebildet. Der Adapter 9 der vorliegenden Erfindung bewirkt ein effektives Zusammenwirken zwischen der äußeren Batterie 7 und der inneren Batterie.
Eine Ladeeinrichtung 13 ist gebildet, um entweder die äußere Batterie 7 oder die innerhalb des Rechners 24 gebildete innere Batterie über das gemeinsame Kabel 32 ausgewählt zu laden. Die Ladeeinrichtung 13 ist über eine Steckdose 5 mit der Wechselleistungszufuhr von der Netzleistungsquelle verbunden, richtet den Strom gleich und erniedrigt die Spannung. Über das Kabel 32 führt danach die Ladeeinrichtung 13 den Strom als einen Lade- oder Treiberstrom zu der äußeren Batterie 7, der inneren Batte rie innerhalb des Rechners 24 oder zu der Gruppe von Vorrichtungen.
Da in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung der Adapter 9 für eine äußere Batterie einen charakteristischen Verbindungsaufbau und charakteristische Strompfade besitzt, ist es möglich, den Adapter 9 unter Verwendung des gemeinsamen Kabels 32 mit dem Rechner 24 und der Ladeeinrichtung 13 in drei verschiedenen Lade- oder Leistungsversorgungsmodi zu verbinden, wie später erläutert wird. Wie aus Fig. 1 klar wird, besitzt das gemeinsame Kabel 32 an seinen jeweiligen Enden Verbindungselemente 31a, 31b mit vier Anschlüssen.
Fig. 2 zeigt die Leistungsschaltung des Adapters 9, der einen für die vorliegende Erfindung kennzeichnenden Aufbau besitzt, die Ladeeinrichtung 13 und den Notebook-Rechner 24.
Die äußere Batterie 7 ist eine aufladbare Batterie, die die gleiche Funktion wie die innere Batterie zum Zuführen einer zum Treiben des Personalrechners erforderlichen Leistung besitzt. Die äußere Batterie 7 ist über das Batterieverbindungselement 8 des Adapters 9 mit dem Adapter 9 für eine äußere Batterie verbunden. Der positive Pol der äußeren Batterie 7 ist mit dem Anschluß 8a des positiven Pols des Batterieverbindungselements 8 verbunden, und der negative Pol der äußeren Batterie 7 ist mit dem Anschluß 8b des negativen Pols des Batterieverbindungselements 8 verbunden.
Der Adapter 9 für eine äußere Batterie besitzt ein äußeres Vorrichtungsverbindungselement 10 und das Verbindungselement 10 besitzt vier Anschlüsse 14a bis 10d. Der erste Anschluß 10a und der zweite Anschluß 10b sind über eine Diode 11 zum Überprüfen des einfließenden Stroms bzw. eine Diode 12 zum Überprüfen des abfließenden Stroms mit dem Anschluß 8a des positiven Pols des Verbindungselements 8 verbunden. Der dritte Anschluß 10c (Durchgangsanschluß) ist mit dem Anschluß 8b des negativen Pols (gemeinsamer Anschluß) verbunden und der vierte Anschluß 10d ist offen.
Falls zwischen dem ersten Anschluß 10a und dem dritten Anschluß 10c eine Last verbunden ist, wird die Leistung der äußeren Batterie 7 über die Diode 11 zu der Last geführt. Falls andererseits der zweite Anschluß 10b und der dritte Anschluß 10c mit einer Gleichspannungsversorgungsquelle verbunden sind, ist ein Aufladen der äußeren Batterie 7 über die Diode 12 möglich.
In Fig. 2 besteht die Ladeeinrichtung 13 aus einem Wechselspannungsadapter 13a zur Wechselspannung/Gleichspannung(AC/DC)-Umwandlung und einer Ladesteuerung 13b zum Steuern der Ausgabegleichleistung. Der Wechselspannungsadapter 13 enthält einen Gleichrichter 14, der mit der Steckdose 5 verbunden ist, einen Kondensator 15 zum Glätten der Ausgabe des Gleichrichters 14 und einen Spannungsabfallumwandler 16 zum Verringern der geglätteten Gleichspannung. Ein Schalttransistor 17 führt ein vorbestimmtes Steuersignal zu der Primärwicklung des Spannungsabfallumwandlers 16, und eine Diode 18 und ein Kondensator 19 werden verwendet, um am Ausgang der Sekundärwicklung des Spannungsabfallumwandlers 16 eine vorbestimmte Gleichleistung zu bekommen.
Die von der Steckdose 5 zugeführte Wechselleistung (gewöhnlich Wechselspannung (AC) 100/110 V) wird daher als eine vorbestimmte Gleichleistung ausgegeben, die durch den EIN/AUS-Zustand des Schalttransistors 17 bestimmt ist. Mit anderen Worten, je kleiner das Einschaltdauerverhältnis des pulsierenden Steuersignals, das den EIN/AUS-Zustand des Schalttransistors 17 steuert, ist, desto kleiner ist die Ausgabeleistung des Transistors 17, sodaß ein Steuern der Ausgabeleistung durch die EIN/AUS-Steuerung des Schalttransistors 17 möglich ist.
Die Ladesteuerung 13b besteht aus einem Umschalter 20, einem Verbindungselement 23 mit vier Anschlüssen 23a bis 23d, einer Steuerung 22 und einem Widerstand 21 zum Hochziehen des Potentials der Leitung, die den Anschluß 23d und die Steuerung 22 ver bindet. Der Eingabeanschluß des Umschalters 20 ist mit dem Gleichleistungs-Ausgabeanschluß des Wechselspannungsadapters 13a verbunden, während ein Ausgabeanschluß mit dem Anschluß 23a des Verbindungselements 23 und der andere Ausgabeanschluß mit dem Anschluß 23b verbunden ist. Die Gleichspannung von dem Wechselspannungsadapter 13a wird daher in Übereinstimmung mit dem Schaltvorgang des Umschalters 20 entweder von dem Anschluß 23a oder dem Anschluß 23b ausgegeben.
Wenn die Ladeeinrichtung 13 mit dem Rechner 24 verbunden ist, ist eine Bestimmung dahingehend möglich, ob die Leistung der Ladeeinrichtung 13 jede Vorrichtung des Rechners 24 direkt treiben oder die innere Batterie laden sollte, wie später noch erläutert wird.
In Übereinstimmung mit dem von dem Rechner 24 über den Anschluß 23d zu der Steuerung 22 geführten Signal steuert die Steuerung 22 den Schaltvorgang des Umschalters 20 und die EIN/AUS-Funktion des Schalttransistors 17 bei dem Wechselspannungsadapter 13a.
Mit anderen Worten, wenn die Steuerung 22 aus dem von dem Rechner 24 zu dem Anschluß 23d eingegebenen Signal schließt, daß der Personalrechner 24 betrieben wird, verbindet die Steuerung 22 den Umschalter 20 mit dem Anschluß 23a und steuert die EIN/AUS- Funktion des Schalttransistors 17 derart, daß von dem Anschluß 23a eine Leistung mit einer vorbestimmten Spannung ausgegeben wird. Folglich wird der Rechner 24 durch die Ladeeinrichtung 13 getrieben.
Auf der anderen Seite, wenn die Steuerung 22 aus dem von dem Rechner 24 zu dem Anschluß 23d eingegebenen Signal schließt, daß der Personalrechner 24 nicht betrieben wird, verbindet die Steuerung 22 den Umschalter 20 mit dem Anschluß 23b und steuert die EIN/AUS-Funktion des Schalttransistors 17 derart, daß eine Leistung mit einem konstanten Strom von dem Anschluß 23b ausgegeben wird. Folglich wird die innere Batterie innerhalb des Rechners 24 geladen.
Der Anschluß 23c wird mit der Masseseite des Spannungsabfalltransistors 16 des Wechselspannungsadapters 13a verbunden.
Der Personalrechner 24 enthält eine lösbare innere Batterie 25, eine Last 26 zum Ausführen verschiedener Funktionen des Personalrechners und ein Verbindungselement 27 mit vier Anschlüssen 27a bis 27d zum Verbinden des Rechners 24 mit einer äußeren Vorrichtung. Der positive Pol der inneren Batterie 25 und der Anschluß 27a werden mit der Last 26, wie etwa eine Zentraleinheit (CPU), ein Speicher, eine Anzeige, ein Festplattenlaufwerk und ein Diskettenlaufwerk, über einen Leistungsschalter 28 verbunden, sodaß eine Zuführung der Leistung von der inneren Batterie 25 oder dem Anschluß 27a zur Last 26 möglich ist. Eine Diode 29 zum Verhindern eines Stromflusses zu der inneren Batterie 25 ist zwischen der inneren Batterie 25 und dem Pfad, der den Leistungsschalter 28 und den Anschluß 27a verbindet, gebildet. Alle Ströme von dem Anschluß 27a werden daher zum Treiben des Rechners 24 verwendet und die innere Batterie 25 kann nicht geladen werden.
Während die Ladeeinrichtung 13 den Rechner 24 treibt, ist somit bei der vorliegenden Erfindung das Treiben des Rechners 24 bei einer konstanten Spannung nicht durch den Strom zum Laden der inneren Batterie 25 beeinträchtigt.
Der Anschluß 27b ist über eine Diode 30 mit dem positiven Pol der inneren Batterie 25 verbunden, um dadurch ein Laden der inneren Batterie 25 durch den Strom, der über den Anschluß 27b von der Ladeeinrichtung 13 zugeführt wird, zu ermöglichen.
Zu diesem Zeitpunkt gibt die Ladeeinrichtung 23 einen konstanten Strom aus und lädt die innere Batterie 25 durch einen konstanten Strom gemäß dem geladenen Zustand der inneren Batterie 25 auf.
Ein Leistungs-EIN/AUS-Erfassungssignal wird von der Last 26 zu dem Anschluß 27d ausgegeben und die Information darüber, welcher Lademodus ausgewählt werden sollte, wird von dem Anschluß 27d ausgegeben. Der Anschluß 27c ist ein Masseanschluß (0-V gemeinsamer Anschluß).
Wie vorstehend beschrieben, besitzen gemäß der vorliegenden Erfindung der Adapter 9 für eine äußere Batterie, die Ladeeinrichtung 13 und der Personalrechner 24 die gemeinsamen Verbindungselemente 10, 23 bzw. 27 mit vier Anschlüssen. Es ist daher möglich, sie bei einem gewünschten Modus durch das Gleichspannungskabel 32 mit den Verbindungselementen 31a, 31b mit vier Anschlüssen bei den jeweiligen Enden miteinander zu verbinden, wie in Fig. 1 gezeigt.
Der Adapter der vorliegenden Erfindung und die Ladeeinrichtung und der Rechner, die mit dem Adapter verbunden sind, besitzen die vorstehend beschriebene Leistungsschaltung. Drei Lade- und Treibermodi des Rechners unter Verwendung des Adapters 9 der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend erläutert.

Modus A (der Rechner 24 wird getrieben und die innere Batterie 25 wird durch die Ladeeinrichtung 13 geladen)

In diesem Modus ist der Rechner 24 durch das Kabel 32 mit der Ladeeinrichtung 13 verbunden. In dem Modus A wird ein Modus abhängig davon, ob der Rechner 24 betrieben wird oder nicht, aus zwei verschiedenen Leistungszuführungsmodi ausgewählt.
In einem ersten Modus wird der Rechner 24 betrieben. Die Ladeeinrichtung 13 erfaßt den Betriebszustand des Rechners 24 und führt eine Leistung mit einer konstanten Spannung zu dem Rechner 24.
Tri einem zweiten Modus befindet sich der Rechner 24 in einem nicht-betriebenen Zustand und der Rechner 24 fordert die Ladeeinrichtung 13 auf, eine Leistung mit einem konstanten Strom zum Laden der inneren Batterie 25 zuzuführen.
Wenn die Ladeeinrichtung 13 über das Gleichspannungskabel 32 mit dem Personalrechner 24 verbunden ist, gibt die Last 26 von dem Anschluß 27d gemäß dem Zustand des Leistungsschalters 28 ein Betriebszustand-Erfassungssignal aus [H] oder [L] aus. Wenn zum Beispiel der Leistungsschalter 28 auf EIN ist, gibt die Last 26 ein Signal [L] aus, das die Zuführung eines Betriebsstroms zur Last 26 erfordert. Auf der anderen Seite, wenn der Leistungsschalter 28 auf AUS ist, gibt die Last 26 ein Signal [H] aus, das ein Laden der inneren Batterie 25 anfordert.
Das Erfassungssignal [H] oder [L] wird über den Anschluß 23d der Ladesteuerung 13b zu der Steuerung 22 geführt. Die Steuerung 22 betreibt den Transistor 17 und den Schalter 20 gemäß dem Erfassungssignal. Falls das Erfassungssignal die Anforderung für einen Betriebsstrom anzeigt, wenn der Leistungsschalter 28 auf EIN ist (d. h., ein Erfassungssignal [L]), schaltet die Steuerung 22 die Verbindung des Umschalters 20 von dem Anschluß 23b auf den Anschluß 23a, steuert den Schalttransistor 17, um eine konstante Spannung auszugeben, und gibt von dem Anschluß 23a eine Leistung mit einer konstanten Spannung aus. Der Personalrechner 24 empfängt von dem Anschluß 27a die konstante Spannung und die Last 26 wird durch die Leistung mit der konstanten Spannung betrieben.
Auf der anderen Seite, falls das bei dem Anschluß 23d erhaltene Erfassungssignal die Anforderung für einen Ladestrom anzeigt, wenn der Leistungsschalter 28 auf AUS ist (d. h., ein Erfassungssignal [H]), schaltet die Steuerung 22 die Verbindung des Umschalters 20 von dem Anschluß 23a auf den Anschluß 23b, steuert den Schalttransistor 17, um einen konstanten Strom auszugeben und gibt von dem Anschluß 23b eine Leistung mit einem konstanten Strom aus. Da die Leistung mit einem konstanten Strom von dem Anschluß 27b zu dem Personalrechner 24 geführt wird, wird sie über die Diode 30 zu der inneren Batterie 25 geführt, um dadurch die innere Batterie 25 zu laden.

Modus B (die äußere Batterie 7 wird durch die Ladeeinrichtung 13 geladen)

In dem Modus B wird eine Ladeleistung von der Ladeeinrichtung 13 zu der Batterie 7 geführt, um die äußere Batterie 7 voll aufzuladen. Der Adapter 9 der vorliegenden Erfindung wird zum Laden verwendet. Die Ladeeinrichtung 13 gibt eine Leistung mit einem konstanten Strom zum Laden der äußeren Batterie 7 aus. Wenn die Ladeeinrichtung 13 durch das Gleichspannungskabel 32, das bei jedem Modus gemeinsam verwendet wird, mit dem Adapter 9 für eine äußere Batterie verbunden ist, geht das bei dem Anschluß 23d erhaltene Signal aufgrund des Hochziehwiderstands 21 auf den hohen Pegel [H], da der Anschluß 10d des Adapters 9 für eine äußere Batterie offen ist. Die Steuerung 22 schließt daraus, daß eine Anforderung für ein Laden vorliegt, schaltet die Verbindung des Schalters 20 von dem Anschluß 23a auf den Anschluß 23b und führt gleichzeitig ein Konstantstrom-Steuersignal zu dem Schalttransistor 17. Daher wird von dem Anschluß 23b ein konstanter Strom ausgegeben. Am Anschluß 10b des Adapters 9 für eine äußere Batterie wird somit ein konstanter Strom erhalten und er wird über die Diode 12 zu der äußeren Batterie 7 geführt, um dadurch die äußere Batterie 7 zu laden.

Modus C (der Rechner 24 wird durch die äußere Batterie 7 getrieben)

In dem Modus C wird die Leistung der äußeren Batterie 7 über den Adapter 9 direkt zu der Last 26 des Rechners 24 geführt, und die äußere Batterie 7 wird entweder an Stelle oder in Zusammenwirkung mit der inneren Batterie 25 verwendet. In dem Modus C ist es möglich, die Leistung der äußeren Batterie 7 direkt zur Last 26 zu führen, ohne die innere Batterie 25 aus dem Rechner 24 entfernen zu müssen. Es ist ebenso möglich, die innere Batterie 25 aus dem Rechner 24 zu entfernen, um die innere Batterie 25 während dieser Hilfsleistungszuführung zu laden. Auf die Sicherung des Speichers für Daten, die bei dem Stand der Technik zum Zeitpunkt eines Wechselns der Batterien notwendig ist, wird daher verzichtet.
Wenn der Adapter 9 für eine äußere Batterie durch das Gleichspannungskabel 32 mit dem Personalrechner 24 verbunden ist, wird der Strom von der äußeren Batterie 7 über die Diode 11 und den Anschluß 10a zum Anschluß 27a des Personalrechners 24 geführt. Daher wird die Leistung über den Leistungsschalter 28 zur Last 26 geführt und die Last 26 wird durch die Leistung der äußeren Batterie 7 betrieben.
Zu diesem Zeitpunkt wird die Leistung der inneren Batterie 25 innerhalb des Personalrechners 24 über die Diode 29 und den Leistungsschalter 28 ebenfalls zur Last 26 geführt. Es ist daher möglich, den Personalrechner 24 unter Verwendung der Leistung sowohl von der äußeren Batterie 7 als auch der inneren Batterie 25 zu betreiben. Falls jede aus der äußeren Batterie 7 und der inneren Batterie 25 eine Kapazität zum Dauerbetrieb für zwei Stunden besitzt, ermöglicht dieses Ausführungsbeispiel dem Personalrechner 24 einen Dauerbetrieb für vier Stunden, welche sich aus der Summe der Kapazitäten der Batterien 7 und 25 ergeben. Falls ein allgemeiner Notebook-Personalrechner für vier aufeinanderfolgende Stunden verwendbar ist, gibt es bei einer gewöhnlichen Verwendung fast keine Schwierigkeiten. Falls die äußere Batterie 7 und der Adapter 9 für eine äußere Batterie zusammen mit dem Personalrechner 24 getragen werden, ist ein ausreichender Dauerbetrieb des Personalrechners 24 ohne Aufladen möglich.
Da, wie vorstehend beschrieben und in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, jedes Element durch das Gleichspannungskabel 32, das Verbindungselemente 31 an den jeweiligen Enden besitzt, verbunden ist, wird das System vereinfacht.
Falls die innere Batterie 25 entfernt wird, während von der äußeren Batterie 7 eine Leistung zugeführt wird, gehen die Daten in der Last 26, wie etwa ein Schreib-Lese-Speicher (RAM) oder dergleichen, nicht verloren, da die Leistung von der äußeren Batterie 7 zu dem Personalrechner 24 geführt wird. Es ist daher möglich, die inneren Batterien 25 ohne die Notwendigkeit für den Sicherungsvorgang zu wechseln.
Falls eine Vielzahl von Batterien getragen wird und die inneren Batterien 25 ausgetauscht werden, während die äußere Batterie 7 mit dem Personalrechner 24 verbunden ist, ist es möglich, die Zeit zum Ermöglichen des Dauerbetriebs des Rechners 24 weiter zu verlängern. Es ist ebenso möglich, die Schwierigkeit zum Zeitpunkt eines Austauschens der verbrauchten inneren Batterie zu mildern.
Bei diesem Ausführungsbeispiel schaltet die Ladeeinrichtung 13 gemäß dem Erfassungssignal von dem Personalrechner 24 bei dem Modus A zwischen dem Adaptermodus und dem Lademodus. Alternativ ist eine Bereitstellung eines manuellen Schalters zum Schalten von Modi bei der Ladeeinrichtung 13 möglich. In diesem Fall kann die Anzahl von Anschlüssen an beiden Enden der Verbindungselemente auf Drei verringert werden, und es kann ein Gleichspannungskabel mit drei Anschlüssen verwendet werden.
Wie vorstehend beschrieben, ist es gemäß einem Adapter für eine äußere Batterie und ein Batteriesystem der vorliegenden Erfindung möglich, eine äußere Batterie zu laden und unter Verwendung von einem Adapter für eine äußere Batterie eine Leistung von der äußeren Batterie zuzuführen, sodaß ein wirksamer Gebrauch der äußeren Batterie ermöglicht wird. Es ist ebenso möglich, die Zeit zum Ermöglichen des Dauerbetriebs des Rechners ohne Laden zu verlängern, ohne das Gewicht des Personalrechners zu erhöhen.
Ein Adapter zum ausgewählten Verbinden einer äußeren Batterie, die als eine Leistungsquelle eines tragbaren Notebook-Rechners verwendet wird, mit dem Rechner oder einer Ladeeinrichtung, und ein äußeres Batteriesystem zum Steuern der Verbindung zwischen dem Adapter, dem Rechner und der Ladeeinrichtung. Die äußere Batterie ist mit dem Adapter verbindbar und der Adapter ist entweder mit der Ladeeinrichtung oder dem Rechner verbunden. Eine Diode zum ausgewählten Regeln entweder der Richtung zum Laden der äußeren Batterie oder der Richtung zum Eingeben der Leistung von der äußeren Batterie ist innerhalb des Adapters gebildet. Der Adapter, die Ladeeinrichtung und der Rechner sind durch ein gemeinsames Kabel ausgewählt miteinander verbunden. Es gibt drei typische Verbindungsmodi. Im Modus A führt die Ladeeinrichtung eine Leistung zum Rechner. Falls der Rechner betrieben wird, führt die Ladeeinrichtung eine Leistung mit einer konstanten Spannung direkt zu der Gruppe von Vorrichtungen bei dem Rechner. Falls sich der Rechner in einem nicht-betriebenen Zustand befindet, führt die Ladeeinrichtung eine Leistung mit einem konstanten Strom zum Laden der inneren Batterie zu. Im Modus B lädt die Ladeeinrichtung die äußere Batterie über den Adapter und gibt eine Leistung mit einem konstanten Strom aus. Im Modus C wird die Leistung von der äußeren Batterie über den Adapter zu dem Rechner geführt. Die äußere Batterie ist parallel zu der inneren Batterie mit der Gruppe von Vorrichtungen verbunden. Beide Batterien werden miteinander in Zusammenwirkung betrieben. Nachdem die äußere Batterie mit dem Rechner verbunden ist, hält der Rechner seinen Betrieb aufrecht, selbst wenn die innere Batterie entfernt wird. Somit ist es unnötig, die Daten bei dem Rechner zu sichern.

Claims

1. Adapter (9) für eine aufladbare äußere Batterie zum ausgewählten Verbinden der aufladbaren äußeren Batterie (7) mit einem Rechner (24) oder einer Ladeeinrichtung (13), mit:

A) einem Batterieverbindungselement (8) zum Verbinden des Adapters mit der aufladbaren äußeren Batterie, wobei das Batterieverbindungselement erste (8a) und zweite Anschlüsse (8b) besitzt;

B) einem äußeren Vorrichtungsverbindungselement (10) einschließlich

einem ersten Durchgangsanschluß (10c), der mit dem zweiten Anschluß (8b) des Batterieverbindungselements verbunden ist,

einem Leistungsausgabeanschluß (10a) zum Ausgeben der Leistung von der äußeren Batterie, und

einem Leistungseingabeanschluß (10b) zum Empfangen eines Stroms zum Aufladen der äußeren Batterie;

C) einer ersten Diode (11), die zwischen dem Leistungsausgabeanschluß und dem ersten Anschluß des Batterieverbindungselements einen Strompfad bildet, um den Strom von der äußeren Batterie nur zu dem Leistungsausgabeanschluß zu führen; und mit

D) einer zweiten Diode (12), die zwischen dem Leistungseingabeanschluß und dem ersten Anschluß des Batterieverbindungselements gebildet ist, um den Strom von dem Leistungseingabeanschluß nur zu der äußeren Batterie zu führen.

2. Adapter für eine aufladbare äußere Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

das äußere Vorrichtungsverbindungselement einen Anschlußaufbau zum Aufnehmen eines Kabels (32), das den Adapter mit dem Rechner oder der Ladeeinrichtung verbindet, besitzt.

3. Batteriesystem, mit:

einer aufladbaren äußeren Batterie (7);

einem Adapter (9) nach Anspruch 1 für die äußere Batterie zum Führen eines Ladestroms zu der äußeren Batterie und zum Ausgeben des Stroms von der äußeren Batterie;

einem Rechner (24) einschließlich einer aufladbaren inneren Batterie (25), die darin lösbar eingebaut ist, und einer Last (26) zum Ausführen verschiedener Funktionen; und mit

einem Wechselspannungs/Gleichspannungsadapter (13a) einschließlich einem Leistungsausgabeanschluß zum Zuführen eines Ladestroms in Übereinstimmung mit der Leistung von einer Wechselleistungsquelle;

wobei der Rechner

einen ersten Leistungseingabeanschluß (27a) zum Empfangen einer zur Last zu führenden Leistung;

einen zweiten Leistungseingabeanschluß (27b) zum Empfangen eines Stroms zum Aufladen der inneren Batterie; und

eine erste Diode (29), die in einem Strompfad angeordnet ist, zum Führen des Stroms von der inneren Batterie zu der Last, um einen Umkehrfluß zu überprüfen,

enthält;

wobei der Leistungsausgabeanschluß des Adapters für die äußere Batterie mit dem ersten Leistungseingabeanschluß des Rechners verbunden ist, um ein Zuführen einer Leistung von der äußeren Batterie zu dem Rechner zu ermöglichen; und wobei

der Leistungseingabeanschluß des Adapters für die äußere Batterie mit einem zweiten Leistungsausgabeanschluß (23b) einer Ladeeinrichtung verbunden ist, um ein Aufladen der äußeren Batterie zu ermöglichen.

4. Batteriesystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß

der Adapter und die Ladeeinrichtung oder der Rechner durch ein gemeinsames Kabel (32) miteinander verbunden sind.

5. Batteriesystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß

das gemeinsame Kabel aus einem Kabel mit vier Anschlüssen einschließlich zwei Leistungsanschlüssen (1, 2), einem Massean schluß (3) und einem Rechnerleistung-EIN/AUS-Erfassungssignalanschluß (4) besteht.

6. Batteriesystem nach einem der Ansprüche 3 bis S. dadurch gekennzeichnet, daß

die Ladeeinrichtung

einen ersten Leistungsausgabeanschluß zum Ausgeben einer Leistung mit einer konstanten Spannung,

den zweiten Leistungsausgabeanschluß zum Ausgeben einer Leistung mit einem konstanten Strom und

einen Schalter (20) zum Wechseln von einem Leistungsausgabeanschluß zu dem anderen

umfaßt.

7. Batteriesystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß

die Ladeeinrichtung

einen Anschluß (23d) zum Empfangen eines Rechnerleistung- EIN/AUS-Erfassungssignals, und

eine Steuerung (22) zum Schalten der Verbindung des Schalters von dem ersten Leistungsausgabeanschluß zum Ausgeben einer Leistung mit einer konstanten Spannung zu dem zweiten Leistungsausgabeanschluß zum Ausgeben einer Leistung mit einem konstanten Strom, oder umgekehrt, in Übereinstimmung mit dem von dem Anschluß zugeführten Erfassungssignal zum Empfangen des Rechnerleistung-EIN/AUS-Erfassungssignals und auf der Grundlage des Betriebszustands des Rechners

umfaßt.

8. Batteriesystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß

der Anschluß zum Empfangen des Rechnerleistung-EIN/AUS-Erfassungssignals der Ladeeinrichtung mit einem Hochziehwiderstand (21), dessen eines Ende mit einer Leistungsquelle verbunden ist, verbunden ist, und daß

die Steuerung die Verbindung des Schalters mit dem zweiten Leistungsausgabeanschluß zum Ausgeben einer Leistung mit einem kon stanten Strom konstant schaltet, wenn der Anschluß zum Empfangen eines Rechnerleistung-EIN/AUS-Erfassungssignalanschluß offen ist.

9. Batteriesystem nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß

die Ladeeinrichtung den Wechselspannungs/Gleichspannungs(AC/DC)- Adapter zum Umwandeln der Netzleistungsquelle in eine Gleichspannung, eine Ladesteuerung (13b) zum Umwandeln der Gleichspannung in eine Konstantspannungsausgabe oder eine Konstantstromausgabe, und ein Verbindungselement (23) umfaßt, das die Ladeeinrichtung mit einem äußeren Kabel zum Führen dieser Ausgaben zu einer äußeren Vorrichtung verbinden kann.

10. Batteriesystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß

der Wechselspannungs/Gleichspannungs(AC/DC)-Adapter einen Schalttransistor (17) umfaßt, der mit der Primärwicklung eines Spannungsabfallumwandlers (16) verbunden ist, um die Leistung in Übereinstimmung mit einem EIN/AUS-Einschaltverhältnis des Schalttransistors einzustellen.

11. Batteriesystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß

die Ladesteuerung eine Steuerung (22) zum Steuern des Schalttransistors in Übereinstimmung mit dem Rechnerleistung-EIN/AUS- Erfassungssignal umfaßt.

12. Batteriesystem nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß

der Rechner

den ersten Leistungseingabeanschluß zum Führen der Leistung, die eine konstante Spannung besitzt und von der Ladeeinrichtung oder dem Adapter zugeführt wird, zu der Gruppe von Vorrichtungen, die innerhalb der Einrichtung gebildet ist;

den zweiten Leistungseingabeanschluß zum Führen der Leistung, die einen konstanten Strom besitzt und von der Ladeeinrichtung zugeführt wird, zu der inneren Batterie;

einen Masseanschluß (27c); und

einen Ausgabeanschluß (27d) zum Ausgeben des Betriebszustandes der bei dem Rechner gebildeten Vorrichtung umfaßt;

wobei diese Gruppe von Anschlüssen mit einem gemeinsamen Kabel (32) verbindbar ist.

13. Batteriesystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß

eine zweite Diode zum Überprüfen eines Umkehrstroms in einem Strompfad zwischen dem zweiten Leistungseingabeanschluß und der inneren Batterie gebildet ist.