JP2013099063A - 電気電子機器の電力供給システムおよび電力供給方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電気電子機器の電池動作時間を拡張する電池ユニットを提供する。
【解決手段】電池ユニットの１次レセプタクル１３にはＡＣ／ＤＣアダプタが接続される。ＡＣ／ＤＣアダプタは電気電子機器の専用レセプタクルにも接続が可能である。２次レセプタクル４１は、ケーブル・アセンブリで電気電子機器に接続される。充電器１２７はＡＣ／ＤＣアダプタが供給する電力で２次電池１２９を充電する。ＭＰＵ１２１は、ＡＣ／ＤＣアダプタが接続されたときはＡＣ／ＤＣアダプタから電気電子機器に電力を供給し、ＡＣ／ＤＣアダプタが外れたときは２次電池から電気電子機器に電力をするように制御する。
【選択図】図４

Description

本発明は、ＡＣ／ＤＣアダプタのような直流電力源から電力の供給を受ける電気電子機器の電池動作時間を拡大する技術に関する。

ノートブック型パーソナル・コンピュータ（ノートＰＣ）、タブレット型コンピュータ（タブレット端末）および多機能携帯電話（スマートフォン）などのような携帯端末装置は直流電圧で動作する。携帯端末装置の電力源としては、携帯端末装置の筐体内部に実装したりベイに装着したりする内部電池または携帯端末装置にケーブルで接続する外部電池のような直流電源、および交流電源がある。

交流電源の場合は、ＡＣ／ＤＣアダプタで直流に変換してから携帯端末装置に電力を供給するのが一般的である。内部電池も外部電池も交流電源による充電が必要になる。内部電池は通常ＡＣ／ＤＣアダプタで充電する。外部電池の充電には専用の充電器が必要となる。携帯端末装置には、移動中に電池だけで動作する時間（電池動作時間）をできるだけ長くしたいという要求がある。ノートＰＣでは本体に筐体の外延より拡張した大型の電池パックを搭載したり、多目的ベイに追加的に電池パックを搭載したり、あらかじめ充電しておいた予備の電池パックを持ち歩いたりしてこの要求に応えてきた。

特許文献１は、スペアの電池パックの運搬時の安全および充電のための電力供給系統を提供するトラベル・クィック・チャージャについて開示する。トラベル・クィック・チャージャは、ＡＣ／ＤＣアダプタとノートＰＣの間に挿入されノートＰＣに電力を供給するとともに、ノートＰＣの電力消費状態に応じてスペアの電池パックを充電する。トラベル・クィック・チャージャはノートＰＣと一緒に携帯することを予定しており、交流の電力源がないために本体内蔵の電池パックの残容量が低下したときは、スペアの電池パックと内蔵の電池パックを交換する。特許文献２は、電源端子を共通化しながら、ＡＣアダプタ、外部電池、カー電池などの電源の種類を判別して、それぞれに対応できるように内部の電源の制御を変更することが可能な電子機器について開示する。

特開平８−２５１８３０号公報 特開平５−１８４０６５号公報

近年の薄型化したノートＰＣやタブレット端末は、大型の内部電池を搭載できなかったり、内部電池が筐体の内部に組み込まれているため劣化しても容易に交換できなかったり、あるいは多目的ベイを備えていなかったりする。したがってこのような携帯端末装置は、これまでのノートＰＣのような方法で電池動作時間を拡張することが困難である。このような携帯端末装置の電池動作時間を拡張するには、ＡＣ／ＤＣアダプタを接続するレセプタクルを利用して外部電池から電力を供給するしか方法はない。

外部電池は、専用の充電器で充電する必要がある。商用電源の利用も可能な移動先の環境で、より一層の電池動作時間の拡張を図ろうとする場合には、携帯端末装置と一緒に、ＡＣ／ＤＣアダプタ、専用充電器、および外部電池を持ち運ぶ必要がある。また、交流電源が利用できるときは、交流電源を利用して携帯端末装置を使用しながら内部電池および外部電池を充電して、その後の電池動作時間を拡張できるようにしておくことが望ましい。

したがって、持ち運びに便利で携帯端末装置の電池動作時間を拡大できる新たな電池ユニットが望まれる。また、近年は、一人のユーザが異なる電力規格のＡＣ／ＤＣアダプタで動作する複数の携帯端末装置を保有することが多くなってきているが、新たな電池ユニットはそれらのいずれでも利用できることが望ましい。さらに新たな電池ユニットは、旧式のＡＣ／ＤＣアダプタで動作する携帯端末装置にも適用できることが望ましい。さらに新たな電池ユニットは、既存のＡＣ／ＤＣアダプタのプラグおよび携帯端末装置のレセプタクルを改造しないで実現できることが望ましい。

さらに新たな電池ユニットは、電力を供給するための新たなインターフェースを設けないで実現できることが望ましい。さらに新たな電池ユニットは、旧式の携帯端末装置もパワー・マネジメントできるような方法で定格容量（定格電力）を表明できることが望ましい。本発明は、これらの多くの課題を解決しながら新たなコンセプトに基づく電力供給システムを実現しようとするものである。

そこで本発明の目的は、ＡＣ／ＤＣアダプタまたは直流電源と協働して電気電子機器の電池動作時間を拡張する電池ユニットを提供することにある。さらに本発明の目的は、持ち運びに便利な電池ユニットを提供することにある。さらに本発明の目的は、ＡＣ／ＤＣアダプタを接続するインターフェースしか備えない電気電子機器の電池動作時間を拡張する電池ユニットを提供することにある。

さらに本発明の目的はＡＣ／ＤＣアダプタおよび電気電子機器に対してバックワード・コンパチビリティを備える電池ユニットを提供することにある。さらに本発明の目的は、ＡＣ／ＤＣアダプタと電気電子機器の規格が一致しない場合の保護ができる電池ユニットを提供することにある。さらに本発明の目的は、電気電子機器がパワー・マネジメントをすることが可能な電池ユニットを提供することにある。さらに本発明の目的は、電気電子機器が２次電池を管理することができる電池ユニットを提供することにある。さらに本発明の目的はそのような電池ユニットを使用する携帯端末装置、および電力の供給方法を提供することにある。

本発明の第１の態様では、電気電子機器に電力を供給する電池ユニットを提供する。電池ユニットは、ＡＣ／ＤＣアダプタの接続が可能な１次レセプタクルと、電気電子機器の接続が可能な２次レセプタクルと、ＡＣ／ＤＣアダプタが供給する電力で２次電池を充電する充電器と、ＡＣ／ＤＣアダプタが接続されたときはＡＣ／ＤＣアダプタから電気電子機器に電力を供給し、ＡＣ／ＤＣアダプタが外れたときは２次電池から電気電子機器に電力をする出力回路と、電池ユニットの動作を制御する制御回路とを有する。

このような構成を備えることで電池ユニットから電気電子機器にアダプタ接続状態ではＡＣ／ＤＣアダプタから電力を供給し、単独状態では２次電池から電力を供給することができる。２次電池は、電気電子機器に収納する必要がないため容易に容量を増大できるので電気電子機器の制約を受けないで電池動作時間の拡大を図ることができる。電池ユニットに接続されるＡＣ／ＤＣアダプタは電気電子器の専用レセプタクルに接続が可能なものとすることができる。その結果、電池ユニットの電力源と電気電子機器の電力源としてＡＣ／ＤＣアダプタを共用することができる。また、ＡＣ／ＤＣアダプタを接続するインターフェースしか備えない電気電子機器の電池動作時間を拡大することができる。

２次電池は電池ユニットの筐体の内部に収納するタイプであったり、電池ユニットのベイに装着するタイプであったり、あるいは電池ユニットとケーブルで接続するタイプであったりしてよい。２次電池が筐体に収納する組み込みタイプの場合は、電池ユニットとともに持ち運んだり接続の手間が省けたりするので都合がよい。

制御回路は、ＡＣ／ＤＣアダプタが接続されたときに２次電池を充電しながら電気電子機器に電力を供給するように充電器を制御するようにしてもよい。その結果、ＡＣ／ＤＣアダプタを使用できる環境では、電池ユニットに接続されたＡＣ／ＤＣアダプタから電気電子機器に電力を供給しながら２次電池の充電ができるので、その後の移動中に２次電池が充電された電池ユニットを使って電池動作時間の拡大を図ることができる。

電池ユニットは、２次電池の出力電圧をＡＣ／ＤＣアダプタの出力電圧まで昇圧して２次レセプタクルに出力する昇圧回路を有するようにしてもよい。昇圧回路を設けることで、電気電子機器はＡＣ／ＤＣアダプタが接続されたときと同じ動作をすることができるためバックワード・コンパチビリティを確保することができる。このとき制御回路は、２次レセプタクルに電気電子機器が接続されないとき、または、２次レセプタクルに接続された電気電子機器が電力を消費しないときに昇圧回路の動作を停止して電力の損失を低減することができる。また、電気電子機器を組み込み型の２次電池を有し、かつ専用レセプタクル以外に外部から電力を供給するインターフェースを有しないようなタイプとすることができる。この場合は特に電池動作時間の拡大に有効である。

本発明の第２の態様は、複数の電気電子機器に電力を供給することが可能な電池ユニットを提供する。電池ユニットは、それぞれにＡＣ／ＤＣアダプタの接続が可能な複数の１次レセプタクルと、複数の電気電子器の中から選択した任意のいずれかに接続が可能な２次レセプタクルと、２次電池を充電する充電器と、複数の１次レセプタクルのいずれかにＡＣ／ＤＣアダプタが接続されたときはＡＣ／ＤＣアダプタから電気電子機器に電力を供給し、１次レセプタクルのいずれにもＡＣ／ＤＣアダプタ接続されないときは２次電池から電気電子機器に電力を供給する出力回路と、電池ユニットの動作を制御する制御回路とを有する。

このような構成によれば、電池ユニットを複数のＡＣ／ＤＣアダプタと複数の電気電子機器で利用することができる。複数の電気電子機器の電力規格がそれぞれ異なる場合には、制御回路は１次レセプタクルに接続されたＡＣ／ＤＣアダプタの電力規格と２次レセプタクルに接続された電気電子機器の電力規格が一致しないと判断したときにＡＣ／ＤＣアダプタから電気電子機器に対する電力供給を停止することができる。その結果、電池ユニットはさまざまな電力規格のＡＣ／ＤＣアダプタおよび電気電子機器に使用する際に両者の規格の一致を保証することができる。

制御回路は、電気電子機器に対する電力の供給を停止したときに、２次電池の充電を行うように充電器を制御することができる。したがって、使用を予定する電気電子機器とは電力規格の異なるＡＣ／ＤＣアダプタで電池ユニットの充電をすることはできるため、ＡＣ／ＤＣアダプタを外して単体状態にすることで電池ユニットから電気電子機器に電力供給ができる。

複数の１次レセプタクルを特定の電気電子機器の電力規格に一致するＡＣ／ＤＣアダプタだけの接続が可能な一次レセプタクルで構成し、制御回路はＡＣ／ＤＣアダプタが接続された１次レセプタクルを示す識別子を認識してＡＣ／ＤＣアダプタの電力規格を認識することができる。このような構成によれば、ＡＣ／ＤＣアダプタの電力規格を識別するための配線を増加させないで、バックワード・コンパチビリティを維持しながらＡＣ／ＤＣアダプタの電力規格を認識することができる。

複数の電気電子機器のそれぞれが、電力規格の一致するＡＣ／ＤＣアダプタだけが接続可能な専用レセプタクルを備え、制御回路は専用レセプタクルと２次レセプタクルを接続するケーブル・アセンブリを示す識別子から２次レセプタクルに接続された電気電子機器の電力規格を認識するようにしてもよい。このような構成により電池ユニットと電気電子機器の間に、電気電子機器の電力規格を認識するための特別な配線を設ける必要がない。ケーブル・アセンブリの識別子は、ケーブル・アセンブリのプラグに組み込むことができる。

本発明の第３の態様は、直流電力源と電気電子機器に接続が可能な電力供給システムを提供する。電力供給システムは、直流電力源が供給する電力で２次電池を充電する充電回路と、直流電力源の電力を電気電子機器に供給する第１の電力回路と、２次電池の電力を直流電圧で電気電子機器に供給する第２の電力回路と、直流電力源が接続されたときは第１の電力回路から電気電子機器に電力を供給し、直流電力源が外れたときは第２の電力回路から電気電子機器に電力を供給する制御回路とを有する。

本発明の第４の態様は、ＡＣ／ＤＣアダプタの接続が可能な専用レセプタクルを備える携帯端末装置に電力を供給する電池ユニットを提供する。電池ユニットは、ＡＣ／ＤＣアダプタの接続が可能な１次レセプタクルと、携帯端末装置の接続が可能な２次レセプタクルと、２次電池を充電する充電器と、ＡＣ／ＤＣアダプタが接続されたときはＡＣ／ＤＣアダプタから携帯端末装置に電力を供給し、ＡＣ／ＤＣアダプタが外れたときは２次電池から携帯端末装置に電力を供給する出力回路と、電池ユニットの動作を制御し、携帯端末装置に電池ユニットの定格容量を表明する制御回路とを有する。

その結果、携帯端末装置は電池ユニットが接続されたときにその定格容量を認識して消費電力の制御をすることができる。表明する定格容量は、電池ユニットに接続される複数の携帯端末装置の定格容量の中で最低の定格容量とすることができる。最低の定格容量を表明することで、電池ユニットは定格容量を表明する識別端子を備えていないＡＣ／ＤＣアダプタが接続される可能性がある場合に、いずれの携帯端末装置に対しても安全な定格容量を表明してパワー・マネジメントを実行させるバックワード・コンパチビリティを備えることになる。

制御回路は１次レセプタクルに接続されたＡＣ／ＤＣアダプタの定格容量を認識して、携帯端末装置に認識したＡＣ／ＤＣアダプタの定格容量を表明することができる。このような構成により、携帯端末装置は電池ユニットに接続されたＡＣ／ＤＣアダプタの定格容量を有効に活用して動作することができる。１次レセプタクルと専用レセプタクルがそれぞれ電源端子とグランド端子と識別端子を含み、制御回路は１次レセプタクルの識別端子を通じてＡＣ／ＤＣアダプタの定格容量を認識し、専用レセプタクルの識別端子を通じて電池ユニットの定格容量を表明することができる。

電源端子とグランド端子と識別端子からなる３端子構造は、これまでのＡＣ／ＤＣアダプタのＤＣプラグに採用されており、電池ユニットは適用できるＡＣ／ＤＣアダプタに関してバックワード・コンパチビリティを備えるようになる。制御回路は、２次電池の残容量と劣化情報を計算して携帯端末装置に転送することができる。その結果、携帯端末装置は電池ユニットから電力の供給を受けて動作する間、電池ユニットの２次電池を自らが実装する２次電池と同じように管理することができる

１次レセプタクルと専用レセプタクルをそれぞれ電源端子とグランド端子と識別端子を含むように構成すれば、制御回路は専用レセプタクルの識別端子を通じて携帯端末装置に残容量と劣化情報を送ることができる。制御回路は、パルスの周期とデューティ比で前記残容量と劣化情報を同時に転送することができる。

本発明の第５の態様は、ＡＣ／ＤＣアダプタまたはＡＣ／ＤＣアダプタの接続が可能な電池ユニットの任意のいずれかから電力を供給することが可能な携帯端末装置を提供する。電池ユニットは、ＡＣ／ＤＣアダプタが接続されたアダプタ接続状態ではＡＣ／ＤＣアダプタから携帯端末装置に電力を供給し、ＡＣ／ＤＣアダプタが外れた単独状態では２次電池から携帯端末装置に電力を供給する。そして携帯端末装置は、ＡＣ／ＤＣアダプタと電池ユニットのいずれかを接続できる専用レセプタクルと、専用レセプタクルに接続されたＡＣ／ＤＣアダプタまたは電池ユニットの定格容量を認識して消費電力を制御するコントローラとを有する。

したがって、携帯端末装置は専用レセプタクルに電池ユニットおよびＡＣ／ＤＣアダプタのいずれが接続されてもその定格容量を認識して消費電力の制御をすることができる。携帯端末装置はディスプレイを備えていてもよい。この場合コントローラは、専用レセプタクルに電池ユニットが接続されたと認識したときは電池ユニットから２次電池の残容量や劣化情報を取得してディスプレイに表示することができる。したがって、携帯端末装置は、電池ユニットの状態を管理しながら使用することができる。

専用レセプタクルは電源端子とグランド端子と識別端子を含む３端子構造で構成することができる。このときコントローラは識別端子を通じて電池ユニットまたはＡＣ／ＤＣアダプタにパルス信号を送り、パルス信号に対する応答パルスから専用レセプタクルにＡＣ／ＤＣアダプタと電池ユニットのいずれが接続されたかを認識することができる。したがって、既存の３端子構造の専用レセプタクルを備える携帯端末装置は電池ユニットが接続されたときに、２次電池の定格容量を認識してパワー・マネジメントをしたり、２次電池を管理したりすることができる。

本発明により、ＡＣ／ＤＣアダプタまたは直流電源と協働して電気電子機器の電池動作時間を拡張する電池ユニットを提供することができた。さらに本発明により、持ち運びに便利な電池ユニットを提供することができた。さらに本発明により、ＡＣ／ＤＣアダプタを接続するインターフェースしか備えない電気電子機器の電池動作時間を拡張する電池ユニットを提供することができた。

さらに本発明によりＡＣ／ＤＣアダプタおよび電気電子機器に対してバックワード・コンパチビリティを備える電池ユニットを提供することができた。さらに本発明により、ＡＣ／ＤＣアダプタと電気電子機器の規格が一致しない場合の保護ができる電池ユニットを提供することができた。さらに本発明により、電気電子機器がパワー・マネジメントをすることが可能な電池ユニットを提供することができた。さらに本発明により、電気電子機器が２次電池を管理することができる電池ユニットを提供することができた。さらに本発明によりそのような電池ユニットを使用する携帯端末装置、および電力の供給方法を提供することができた。

本実施の形態にかかる電力供給システムの概要を示すブロック図である。 ＡＣ／ＤＣアダプタ１０の概略の構成を示すブロック図である。 電池ユニット１００の全体的な構成を示す機能ブロック図である。 電池ユニットの本体１０１の構成を示す機能ブロック図である。 携帯端末装置５０の一例としてのノートＰＣ５０の概略の構成を示す機能ブロック図である。 ノートＰＣ５０と電池ユニット１００がケーブル・アセンブリ５１で接続された状態を示す図である。 単独状態の電池ユニット１００にＡＣ／ＤＣアダプタとケーブル・アセンブリが接続されてアダプタ接続状態に繊維するときの動作手順を示すフローチャートである。 単独状態の電池ユニット１００にケーブル・アセンブリが接続されたときの動作手順を示すフローチャートである。 アダプタ接続状態の電池ユニット１００からノートＰＣ５０に電力を供給するときの動作手順を示すフローチャートである。 ＥＣ２２１とＭＰＵ１２１がシングル・ワイヤ・バス方式で通信するときのプロトコルを説明する図である。

［電力供給システムの概要］
図１は、本実施の形態にかかる電力供給システムの概要を示すブロック図である。電力供給システムは、ＡＣ／ＤＣアダプタ１０、２０、３０、電池ユニット１００、携帯端末装置５０、６０、７０およびケーブル・アセンブリ５１、５３、５５で構成される。ＡＣ／ＤＣアダプタおよび携帯端末装置の数は一例である。携帯端末装置５０、６０、７０は、ノートＰＣまたはタブレット端末とすることができる。ＡＣ／ＤＣアダプタ１０、２０、３０は、それぞれ１次側にＡＣプラグ４５が接続され２次側にＤＣプラグ１１、２１、３１が接続される。

ＤＣプラグ１１、２１は電源端子とグランド端子とＩＤ端子とからなる３端子構造で、ＤＣプラグ３１は電源端子とグランド端子の２端子構造である。電池ユニット１００の１次側には３個の専用レセプタクル１３、２３、３３が設けられ、２次側には１個の共用レセプタクル４１が設けられている。なお、専用レセプタクルと共用レセプタクルの数は例示である。

ケーブル・アセンブリ５１、５３、５５は、それぞれ１次側にＤＣプラグ４３が設けられ２次側にＤＣプラグ１１ａ、２１ａ、３１ａが設けられている。いずれのケーブル・アセンブリ５１、５３、５５のＤＣプラグ４３も２つのＩＤ端子を含む４端子構造で共用レセプタクル４１に適合する。携帯端末装置５０、６０、７０にはそれぞれ専用レセプタクル１３ａ、２３ａ、３３ａが設けられている。携帯端末装置５０、６０、７０は、それぞれ、専用レセプタクル１３ａ、２３ａ、３３ａ以外に外部から電力を供給するインターフェースを備えていない。

ＡＣ／ＤＣアダプタ１０は電流電圧特性の点で、携帯端末装置５０にだけ電力を供給し、ＡＣ／ＤＣアダプタ２０は携帯端末装置６０にだけ電力を供給し、ＡＣ／ＤＣアダプタ３０は携帯端末装置７０にだけ電力を供給することができる。このような同一電力規格のＡＣ／ＤＣアダプタと携帯端末装置の組み合わせを保証するために、各ＡＣ／ＤＣアダプタ１０、２０、３０のＤＣプラグ１１は専用レセプタクル１３、１３ａにだけ適合し、ＤＣプラグ２１は専用レセプタクル２３、２３ａにだけ適合し、ＤＣプラグ３１は専用レセプタクル３３、３３ａにだけ適合するように形成されている。専用レセプタクル１３と１３ａ、２３と２３ａ、３３と３３ａは形状が一致する。したがって、ＡＣ／ＤＣアダプタ１０は電力規格の異なる携帯端末装置６０、７０に接続して電力を供給することはできない。他のＡＣ／ＤＣアダプタ２０、３０も同様に電力規格の異なる携帯端末装置に電力供給ができない。

つぎに、電力供給システムの動作の概要について説明する。ＡＣ／ＤＣアダプタ１０、２０、３０は、同時に対応する専用レセプタクル１３、２３、３３に接続することはできるが、有効になるのは最初に接続されたいずれかのＡＣ／ＤＣアダプタだけである。共用レセプタクル４１には、ケーブル・アセンブル５１、５３、５５のいずれかによりいずれかの携帯端末装置５０、６０、７０が接続される。

電池ユニット１００は３端子構造と２端子構造のＤＣプラグを備えるいずれのＡＣ／ＤＣアダプタにも対応することができる。２端子構造のＤＣプラグ３１は、旧式のまたはタブレット端末のＡＣ／ＤＣアダプタに多く採用されている。ＤＣプラグ１１、２１はＩＤ端子を通じて電池ユニット１００および携帯端末装置１０、２０にＡＣ／ＤＣアダプタの定格容量を表明することができる。したがって、ＡＣ／ＤＣアダプタ１０、２０にはそれぞれ定格容量が複数存在する。

携帯端末装置５０、６０は、対応する専用レセプタクル１３ａ、２３ａに接続される電池ユニット１００またはＡＣ／ＤＣアダプタ１０、２０の定格容量を認識して、それを越えないように消費電力の制御をする。このように消費電力を目標となる定格容量以内に納めるためにシステム・デバイスの消費電力を抑制することをパワー・マネジメントという。パワー・マネジメントはさらにノートＰＣ５０が内蔵する電池セット２２３（図５参照）または電池ユニット１００が内蔵する電池セット１２９のいずれかで動作しているときに、ＡＣ／ＤＣアダプタ１０で動作するときよりもロー・パワー・モードで動作したり、電池セット２２３、１２９の残容量が少なくなったときにハイバネーション状態やサスペンド状態に遷移させたりする動作も含む。

ＤＣプラグ３１、３１ａはＩＤ端子を備えていないため電池ユニット１００および携帯端末装置７０に定格容量を表明しない。したがって、携帯端末装置７０はＡＣ／ＤＣアダプタ３０から取得した定格容量をターゲットにしたパワー・マネジメントはしない。本実施の形態では、携帯端末装置５０、６０、７０がそれぞれに接続される可能性のあるＡＣ／ＤＣアダプタ１０、２０、３０の定格容量の中で最低の定格容量を最低定格容量として定義する。携帯端末装置７０は、あらかじめ定義された最低定格容量に対してパワー・マネジメントをする。電池ユニット１００は内部に充電器、電池セット、およびプロセッサなどを備えている。

共用レセプタクル４１は、電池ユニット１００が携帯端末装置５０、６０に定格容量を表明するＩＤ端子を備える。たとえば電池ユニット１００に、ＡＣ／ＤＣアダプタ１０および携帯端末装置５０が接続されたときは、パワー・マネジメントをする携帯端末装置５０にＡＣ／ＤＣアダプタ１０の定格容量の範囲または最低定格容量の範囲で電力を供給する。商用電源が停電になったり、ＤＣプラグ１１が外れたりしてＡＣ／ＤＣアダプタ１０が電力の供給を停止したときは電池ユニット１００が搭載する電池セットから携帯端末装置５０に電力を供給することができる。電池ユニット１００は、ＡＣ／ＤＣアダプタの定格容量と携帯端末装置の消費電力の差で電池セットを充電する。

電池ユニット１００にいずれかのＡＣ／ＤＣアダプタ１０、２０、３０が接続された状態を電池ユニット１００のアダプタ接続状態といい、いずれのＡＣ／ＤＣアダプタ１０、２０、３０も接続されてない状態を電池ユニット１００の単独状態ということにする。当然ながら、ＤＣプラグ１１、２１、３１は接続されているが、ＡＣプラグ４５が外れている状態、ＡＣプラグ４５およびＤＣプラグ１１、２１、３１は接続されているが、アウトレットの電源が停止している状態も単独状態に含まれる。

電力供給が行われるＡＣ／ＤＣアダプタ１０、２０、３０と携帯端末装置５０、６０、７０の組み合わせにおける電力規格の一致を保証するために、ＡＣ／ＤＣアダプタ１０が接続された電池ユニット１００は、共用レセプタクル４１に携帯端末装置６０、７０が接続されたときにはそれらに電力を供給しない。携帯端末装置５０、６０は、電池ユニット１００またはＡＣ／ＤＣアダプタ１０、２０が表明する定格容量を認識できないときは、最低定格容量をターゲットにしてパワー・マネジメントをすることができる。

携帯端末装置５０、６０は、専用レセプタクル１３ａ、２３ａに接続された外部電力源が電池ユニット１００であるかＡＣ／ＤＣアダプタ１０、２０であるかを認識する。携帯端末装置５０、６０は、専用レセプタクル１３ａ、２３ａに電池ユニット１００が接続されたことを認識したときは、電池ユニットの電池セットを本体に実装される電池パックと同じように残容量の情報や劣化情報を取得して管理する。携帯端末装置７０は、専用レセプタクル３３ａに電池ユニット１００が接続されたときに、ＡＣ／ＤＣアダプタ３０が接続されたと判断して動作し電池セットの管理はしない。

［ＡＣ／ＤＣアダプタ］
図２は、ＡＣ／ＤＣアダプタ１０の概略の構成を示す機能ブロック図である。ＡＣ／ＤＣアダプタ１０は、ＡＣプラグ４５、ＡＣ／ＤＣ変換回路１２、識別抵抗Ｒ１およびＤＣプラグ１１で構成されている。ＡＣプラグ４５は交流１００Ｖ〜２４０Ｖの範囲の商用電源のアウトレットに接続する。ＡＣ／ＤＣ変換回路１２は交流電圧を直流２０Ｖ（−０．５／＋１Ｖ）に変換してＤＣプラグ１１のＤＣ＋ラインとＧＮＤラインに出力する。

ＡＣ／ＤＣ変換回路１２は垂下特性を備えており、出力電力が定格容量を超えると出力電圧が低下する。同一の定格容量のＡＣ／ＤＣアダプタであっても電力規格が異なるとこの垂下特性も異なるため、ＡＣ／ＤＣアダプタと携帯端末装置の組み合わせは電力規格を一致させる必要がある。このため、ＤＣプラグ１１、２１、３１と専用レセプタクル１３ａ、２３ａ、３３ａの形状を他の組み合わせでは接続できないよう特有のものにしている。

識別抵抗Ｒ１はＡＣ／ＤＣアダプタ１０が電池ユニット１００または携帯他院待つ装置１０に定格容量を表明するための抵抗値を有し、ＤＣプラグ１１のＩＤ１端子に接続される。ＡＣ／ＤＣアダプタ２０は、本発明との関連ではＡＣ／ＤＣアダプタ１０とほぼ同じ構成であるが電力規格は異なっており、定格容量に対応する識別抵抗Ｒ１の値も異なる場合がある。ＡＣ／ＤＣアダプタ３０のＤＣプラグ３１にＩＤ１端子を備えていない。

［電池ユニットの構成］
図３は、電池ユニット１００の全体的な構成を示す機能ブロック図である。電池ユニット１００は、概略的に３つの専用レセプタクル１３、２３、３３と１つの共用レセプタクル４１と本体１０１で構成されている。本発明においては専用レセプタクルと共用レセプタクル４１の数は特に限定する必要はなくそれぞれ１個以上あればよい。専用レセプタクル１３、２３は、それぞれＤＣ＋端子、ＩＤ１端子、ＩＤ２端子、およびＧＮＤ端子を備えている。

ＩＤ１端子は、ＡＣ／ＤＣアダプタ１０、２０の定格容量を認識するための信号を転送する端子である。ＩＤ２端子は、ＤＣプラグ１１、２１、３１と接続する端子ではなく、専用レセプタクル１３、２３、３３を識別するためにそれぞれの内部から引き出される端子である。専用レセプタクル３３は、ＤＣ＋端子、ＩＤ２端子、およびＧＮＤ端子を備えている。

各専用レセプタクル１３、２３、３３のＤＣ＋端子はそれぞれＦＥＴで構成されたスイッチ１５、２５、３５を経由して相互に接続されて本体１０１に接続されている。各専用レセプタクル１３、２３、３３のＧＮＤ端子も相互に接続されて本体１０１に接続されている。共用レセプタクル４１は、ＤＣ＋端子、ＩＤ３端子、ＩＤ４端子、およびＧＮＤ端子を備え、それぞれが本体１０１に接続されている。ＩＤ３端子は、携帯端末装置５０、６０に定格容量を表明したり、電池セット１２９の情報を転送したりするための端子である。ＩＤ４端子は、共用レセプタクル４１に接続されるケーブル・アセンブリの識別子を認識して接続される携帯端末装置５０、６０、７０の電力規格を識別するための端子である。

図４は、電池ユニット１００を構成する本体１０１の構成を示す機能ブロック図である。スイッチ１０３、１０５、１０７、１０９、１１１、１１３、１１５、１１７はＦＥＴで構成されＭＰＵ１２１によりオン／オフ制御される。図３に示したスイッチ１５、２５、３５もＭＰＵ１２１によりオン／オフ制御される。専用レセプタクル１３のＤＣ＋端子はスイッチ１５、１０３が直列に接続されたＤＣ＋ライン１５１で共用レセプタクル４１のＤＣ＋端子に接続されている。

ＤＣ＋ライン１５１は、ＡＣ／ＤＣアダプタから携帯端末装置に電力を供給する回路を構成する。スイッチ１５とスイッチ１０３の間のＤＣ＋ライン１５１には電圧検出回路１２５が接続され、その出力はＭＰＵ１２１に接続される。電圧検出回路１２５は、ＤＣ＋ライン１５１に直流２０Ｖを基準とする所定の範囲の電圧が印加されたことを検出するとＭＰＵ１２１に信号を出力する。

専用レセプタクル１３のＩＤ１端子に接続されたＩＤ１ライン１５３は、所定の電圧でプルアップされＭＰＵ１２１に接続されている。ＭＰＵ１２１は、ＤＣプラグ１１が専用レセプタクル１３に接続されたときにＡＣ／ＤＣアダプタ１０の識別抵抗Ｒ１で分圧されたＩＤ１ライン１５３の電圧を検出してその定格容量を認識する。専用レセプタクル２３も同様にＩＤ１ラインがＭＰＵ１２１に接続されている。専用レセプタクル３３には、ＩＤ１端子が存在しないためＩＤ１ラインでＭＰＵ１２１に接続されない。

専用レセプタクル１３には、ＤＣプラグ１１の挿入を検出する機械式スイッチ１０４が組み込まれている。機械式スイッチ１０４は、専用レセプタクルを示す識別子として機能する。機械式スイッチ１０４の一端はＭＰＵ１２１に接続され他端は専用レセプタクル１３のＧＮＤ端子に接続されており、ＤＣプラグ１１が専用レセプタクル１３に挿入されたときにオン状態となってＩＤ２ラインの電位を遷移させる。なお、専用レセプタクル２３、３３にも同様に機械式スイッチ１０４が組み込まれており、それぞれがＩＤ２ライン１５５でＭＰＵ１２１に接続される。専用レセプタクル１３のＧＮＤ端子はＧＮＤライン１６１を経由して共用レセプタクル４１のＧＮＤ端子に接続されている。

ＤＣ＋ライン１５１とＧＮＤライン１６１との間に、スイッチ１０５を経由して充電器１２７、電池セット１２９およびセンス抵抗Ｒ４が接続されている。充電器１２７は、スイッチング・レギュレータで構成され定電流定電圧特性で電池セット１２９を充電する。充電器１２７の充電電圧および充電電流はＭＰＵ１２１が設定する。電池セット１２９は、３個のリチウム・イオン単電池が直列に接続されており、充電停止電圧が１２．６Ｖで放電停止電圧が９Ｖである。電池セット１２９の電圧側の端子は昇圧型スイッチング・レギュレータ（昇圧型レギュレータ）１３１と電圧レギュレータ１２３の入力に接続されている。

昇圧型レギュレータ１３１は、インダクタに蓄えた電力から生成した電圧を入力電圧に重畳させることで入力電圧よりも高い電圧を出力する。昇圧型レギュレータ１３１は、少なくとも直流１２．６Ｖから直流９Ｖまでの範囲の電圧を直流２０Ｖに昇圧して出力する。昇圧レギュレータ１３１を設けることで、携帯端末装置は、専用レセプタクルに印加される電圧と、ＡＣ／ＤＣアダプタから印加される電圧が一致するため同じ動作をすることができる。

ただし、携帯端末装置が対応できれば昇圧型レギュレータ１３１を設けないで単独状態の電池ユニット１００から専用レセプタクル１３ａに直流２０Ｖよりも低い電圧で電力を供給することもできる。ＭＰＵ１２１は、共用レセプタクル４１にいずれのケーブル・アセンブリ５１、５３、５５も接続されていないときまたは携帯端末装置が電力を消費しないときに、昇圧型レギュレータ１３１の動作を停止させて消費電力の低減を図ることができる。

昇圧型レギュレータ１３１には、バイパス・スイッチ１１７が接続されている。バイパス・スイッチ１１７は、電池ユニット１００が昇圧型レギュレータ１３１の動作を停止したときにも電池セット１２９の出力電圧を共用レセプタクル４１のＤＣ＋端子に出力して、専用レセプタクル１３ａ、２３ａ、３３ａに単独状態の電池ユニット１００が接続されたことを携帯端末装置５０、６０、７０が検出できるようにするために設ける。ＭＰＵ１２１が、共用レセプタクル４１にいずれかのケーブル・アセンブリ５１、５３、５５が接続されたときには常に昇圧レギュレータ１３１を動作させる場合は、バイパス・スイッチ１１７を設ける必要はない。

昇圧型レギュレータ１３１の出力はスイッチ１１５を経由して共用レセプタクル４１のＤＣ＋端子に接続される。スイッチ１１５は、電池セット１２９が放電するときはオン状態になりそれ以外のときはオフ状態になる。スイッチ１１５の両端にはダイオード１３３が接続される。ダイオード１３３は、共用レセプタクル４１のＤＣ＋端子に出力する電力源がＡＣ／ＤＣアダプタから電池セット１２９に切り換わるときにスイッチ１１５がオン状態に切り換わるまでの間にＤＣ＋端子の電圧が低下することを防ぐために設けている。ダイオード１３３に代えてＦＥＴで構成したスイッチ１１５の寄生ダイオードを利用してもよい。

電池セット１２９の出力にはＭＰＵ１２１に電力を供給する電圧レギュレータ１２３が接続されている。電圧レギュレータ１２３は電池セット１２９の出力電圧をＭＰＵ１１１に適した安定した電圧に変換する。共用レセプタクル４１のＩＤ３端子は、ＩＤ３ライン１５７でＭＰＵ１２１に接続されている。ＩＤ３ライン１５７とＧＮＤ端子との間には通信用スイッチ１０７、識別抵抗Ｒ１を活性化するスイッチ１０９、識別抵抗Ｒ２を活性化するスイッチ１１１、および識別抵抗Ｒ３を活性化するスイッチ１１３が接続されている。スイッチ１０９、１１１、１１３は、ＩＤ３ライン１５７に電池ユニット１００が表明する定格容量に相当する電圧を発生させるためにＭＰＵ１２１が制御する。

電池ユニット１００は、識別抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３により専用レセプタクル１３、２３、３３に接続されたＡＣ／ＤＣアダプタ１０、２０、３０の定格容量に対応する３種類の定格容量を表明することができる。一例として識別抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３はそれぞれＡＣ／ＤＣアダプタの定格容量６５Ｗ、９０Ｗ、１３５Ｗに対応する。識別抵抗の数は３個に限定するものではなく、電池ユニット１００は４種類以上の定格容量を表明することもできる。このとき、同時に２個以上の識別抵抗を活性化して、単独の場合とは異なる抵抗値を作り出してもよい。定格容量の表明の仕方には２つの方式がある。

第１の方式では、ＭＰＵ１２１がＩＤ２ライン１５５を検出して、専用レセプタクル１３、２３のいずれかにＡＣ／ＤＣアダプタ１０、２０が接続されたと認識したときは、ＩＤ１ライン１５３を通じて認識した定格容量に相当するいずれかの識別抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を活性化し、専用レセプタクル３３にＡＣ／ＤＣアダプタ３０が接続されたと認識したときは、最低定格容量に対応する識別抵抗Ｒ１を活性化する方法である。この方法は、電池ユニット１００に接続されたＡＣ／ＤＣアダプタ１００の定格容量まで携帯端末装置が電力を消費できるので都合がよい。

ただし、この場合は大きな定格容量を表明したあとに電池ユニット１００が単独状態に至ったときに、携帯端末装置がそのまま大きな電力を消費することになる。通常の携帯端末装置は電池動作状態のときには、ＡＣ／ＤＣアダプタから電力が供給されている状態のときよりも消費電力を下げてロー・パワー・モードで動作しながら電池動作時間の拡張を図る。第１の方式でもこれと同じ方法で電池ユニット１００による電池動作時間を拡張するには、ＡＣ／ＤＣアダプタが電力を停止したことを検出して、携帯端末装置に最低定格容量を通知する必要がある。

しかも携帯端末装置が、短時間で消費電力を低下できるようにするために、電池ユニット１００と携帯端末装置の間のコミュニケーションを短時間で終了させる必要がある。本実施の形態では、専用レセプタクル１３ａ、２３ａ、３３ａの端子数を増やしたり、新たな通信ラインを構築したりしないで、電池ユニット１００と携帯端末装置との間のコミュニケーションを行うために、既存のＩＤ３端子を利用したシングル・ワイヤ・バス方式を採用している。シングル・ワイヤ・バス方式で複雑なコミュニケーションを短時間で安定して行うことは容易ではないため第１の方式はこの点を考慮して選択する必要がある。なお、本発明はシングル・ワイヤ・バス方式に限定するものではないため、ＳＭバスのようにクロック・ラインを追加して複雑な通信を容易に行えるようにした場合は第１の方式は有利である。

第２の方式は、いずれの専用レセプタクル１３、２３、３３にどのような定格容量のＡＣ／ＤＣアダプタ１０、２０、３０が接続されても常に最低定格容量に対応する識別抵抗Ｒ１を活性化する方法である。この場合、携帯端末装置は、実際に接続されたＡＣ／ＤＣアダプタの定格容量を十分に活用することはできないが、電池ユニット１００が単独状態のときも携帯端末装置がそれに応じたパワー・マネジメントをする。また、ＡＣ／ＤＣアダプタが接続された専用レセプタクル１３、２３、３３を認識したり、ＡＣ／ＤＣアダプタが電力供給を停止したりしたことを検出して最低定格容量を表明したりする必要がないため、シングル・ワイヤ・バス方式でも容易に実現できる。第２の方式は、電池ユニットがアダプタ接続状態と単独状態のいずれであっても、携帯式電子機器が最低定格容量の電池セットと認識して、それに応じたパワー・マネジメントをする方式ともいえる。

共用レセプタクル４１のＩＤ４端子はＩＤ４ライン１５９でＭＰＵ１１１に接続されている。ＩＤ４ラインは、ＭＰＵ１２１が共用レセプタクル４１に接続されたケーブル・アセンブリ５１、５３、５５の識別子を認識するために設けている。ＭＰＵ１２１はＩＤ４ライン１５９を通じて電池ユニット１００に接続される携帯端末装置の電力規格を認識することができる。ＭＰＵ１２１は、充電器１２７、昇圧型レギュレータ１３１およびスイッチ１５、スイッチ１０３〜１１７の動作を制御する。

ＭＰＵ１２１は、センス抵抗Ｒ４の電圧および電池セット１２９のセル電圧から、残容量、充放電サイクル、および満充電容量などを計算する。ＭＰＵ１２１は、ＩＤ３ラインを通じて携帯端末装置とシングル・ワイヤ・バス方式で通信をして、専用レセプタクル１３ａ、２３ａに接続された電力源が電池ユニット１００であることを表明し、さらに、定格容量、残容量、および劣化情報などを通知する。

［携帯端末装置］
図５は、携帯端末装置５０の一例としてのノートＰＣ５０の概略の構成を示す機能ブロック図である。ＣＰＵ２０１はメモリ・コントローラとＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓコントローラを内蔵しており、メイン・メモリ２０３、ビデオ・カード２０５およびチップ・セット２０９に接続されている。ビデオ・カード２０５にはＬＣＤ２０７が接続されている。チップ・セット２０９は、ＳＡＴＡ、ＵＳＢ、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ、ＬＰＣなどのコントローラおよびＲＴＣ（Real Time Clock）を内蔵している。

ＳＡＴＡコントローラにはＨＤＤ２１１が接続され、ＰＣＩ ＥｘｐｒｅｓｓコントローラにはＬＡＮカード２１３が接続され、ＵＳＢコントローラにはＵＳＢレセプタクル２１７が接続される。ＬＡＮカード２１３には、ＲＪ４５レセプタクル２１５が接続されている。ＬＰＣコントローラには、ＢＩＯＳ＿ＲＯＭ２１９およびエンベデッド・コントローラ（ＥＣ）２２１が接続されている。

ＢＩＯＳ＿ＲＯＭ２１９は、不揮発性で記憶内容の電気的な書き替えが可能なメモリであり、起動時にハードウェアの試験および初期化を行うＰＯＳＴ（Power-On Self Test）、デバイスへの基本入出力と電源および筐体内の温度などを管理するＡＣＰＩ ＢＩＯＳ、およびユーザにパスワード認証を要求するためのパスワード認証コードなどなどのプログラムを格納する。

ＥＣ２２１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどで構成されたマイクロ・コンピュータであり、さらに複数チャネルのＡ／Ｄ入力端子、Ｄ／Ａ出力端子、タイマ、およびディジタル入出力端子を備えている。ＥＣ２２１は、ノートＰＣ１０の内部の動作環境の管理にかかるプログラムをＣＰＵ２０１とは独立して実行することができる。ＥＣ２２１は、ＩＤ３ライン２５１で専用レセプタクル１３ａに接続されている。

ＥＣ２２１は電池セット２２３の状態を監視して充電器２２７の動作を制御する。電池セット２２３は、スマート・バッテリィ・システム（ＳＢＳ）の規格に適合し、筐体の内部にユーザが交換できない態様で実装される。ＥＣ２２１は、電池セット２２３の充電電流の設定値および充電電圧の設定値を充電器２２７に設定する。充電器２２７は、ＥＣ２２１により設定された充電電流の設定値および充電電圧の設定値に基づいて、定電流定電圧制御方式（ＣＣＣＶ）で電池セット２２３を充電する。

ＥＣ２２１は、パワー・コントローラ２２５を介してＤＣ／ＤＣコンバータ２２９を制御して、ノートＰＣ５０に実装されたシステム・デバイスに電力を供給する。パワー・コントローラ２２５は、ＥＣ２２１およびＤＣ／ＤＣコンバータ２２９に接続され、ＥＣ２２１からの指示に基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ２２９を制御する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２２９は、専用レセプタクル１３ａに接続された電池ユニット１００またはＡＣ／ＤＣアダプタ１０、または電池セット２２３から供給される直流電圧を複数の電圧に変換してシステム・デバイスに電力を供給する。

専用レセプタクル１３ａには、アダプタ接続状態または単独状態の電池ユニット１００またはＡＣ／ＤＣアダプタ１０が接続される。専用レセプタクル１３ａに接続された電池ユニット１００またはＡＣ／ＤＣアダプタ１０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２９と充電器２２７に電力を供給する。ＥＣ２２１は、後に説明方法で専用レセプタクル１３ａに電池ユニット１００とＡＣ／ＤＣアダプタ１０のいずれが接続されたかを認識する。ＥＣ２２１は、レセプタクル１３ａに電池ユニット１００が接続されたと認識したときは、充電器２２７による電池セット２２３の充電を停止することができる。

［ノートＰＣによる電池ユニットの管理］
専用レセプタクル１３ａにはＡＣ／ＤＣアダプタ１０または電池ユニット１００のいずれが接続されるが、ＡＣ／ＤＣアダプタ１０のＤＣプラグ１１の形状は従来通りである。専用レセプタクル１３ａに接続が可能なＡＣ／ＤＣアダプタ１０の定格容量は複数存在するが、ＤＣプラグ１１と専用レセプタクル１３ａの形状により出力電圧が直流２０Ｖ以外のＡＣ／ＤＣアダプタは専用レセプタクル１３ａには接続できないようにしている。

ＡＣ／ＤＣアダプタ１０の定格容量は、ノートＰＣ５０のシステム・デバイスの消費電力を合計したシステム最大消費電力よりは大きいが、それに充電器２２７の充電電力を加えた合計最大消費電力よりは小さい。したがって、ノートＰＣ５０は、合計最大消費電力がＡＣ／ＤＣアダプタ１０の定格容量を越えないようにパワー・マネジメントを実行する。パワー・マネジメントは、通常はシステムの性能を優先してＡＣ／ＤＣアダプタ１０の定格容量とシステム消費電力の差を充電電力に利用するように充電器２２７を制御して行う。

ノートＰＣ５０は、定格容量がシステム最大消費電力より小さいＡＣ／ＤＣアダプタ１０が接続された場合は、ＣＰＵ２０１やビデオ・カード２０５のクロック周波数を低下させたりＬＣＤ２０７の輝度を低下させたりしてシステム消費電力を低下させる必要があるためシステムのパフォーマンスが低下したり充電が行えなかったりする。ノートＰＣ５０は、定格容量が合計最大消費電力より大きなＡＣ／ＤＣアダプタ１０が接続された場合はパワー・マネジメントをする必要がない。

ノートＰＣ５０は、専用レセプタクル１３ａにＡＣ／ＤＣアダプタ１０または電池ユニット１００が接続されたときは、パワー・マネジメントをするためにそれらの定格容量を認識する必要がある。ノートＰＣ５０はさらに、ＡＣ／ＤＣアダプタ１０と電池ユニット１００のいずれが接続されたかを認識する。そしてノートＰＣ５０は、電池ユニット１００が接続されたと認識した場合は、電池セット２２３と同様に電池セット１２９の残容量と劣化情報を取得してＬＣＤ２０７に表示して管理したり、パワー・マネジメントをしたりする。

このようなパワー・マネジメントをしたり電池セット１２９を管理したりするために、本実施の形態ではケーブル・アセンブリ５１を通じてノートＰＣ５０と電池ユニット１００がシングル・ワイヤ・バス方式で通信をする。本発明はさまざまな特徴を有するなかで、シングル・ワイヤ・バス方式の通信は、既存のノートＰＣ５０への変更が少ないためバックワード・コンパチビリティを確保したりコストの低減を図ったりする上では有益であるが、その他の特徴はクロックを使用する他の通信方式を採用しても実現できる。

図６は、ノートＰＣ５０と電池ユニット１００がケーブル・アセンブリ５１で接続された状態を示す図である。ケーブル・アセンブリ５１は、ＤＣプラグ４３のＩＤ４端子とＧＮＤ端子の間に識別抵抗Ｒ６が接続されている。識別抵抗Ｒ６は、共用レセプタクル４１に接続されたケーブル・アセンブリ５１の識別子に相当する。ＭＰＵ１２１は、識別抵抗Ｒ６が分圧したＩＤ４ライン１５９の電圧を検出することで、共用レセプタクルにケーブル・アセンブリ５３、５５ではなくケーブル・アセンブリ５１が接続されたことを検出する。

ケーブル・アセンブリ５１、５３、５５は、ＤＣプラグ１１ａ、２１ａ、３１ａと専用レセプタクル１３ａ、２３ａ、３３ａの規格により携帯端末装置５０、６０、７０と一意に対応付けられている。また、ケーブル・アセンブリ５３、５５も識別抵抗Ｒ６とは抵抗値が異なりさらに相互に抵抗値が異なる識別抵抗Ｒ６を備えている。したがってＭＰＵ１２１は識別抵抗Ｒ６により、共用レセプタクル４１にいずれの携帯端末装置が接続されたかを認識することができる。

専用レセプタクル１３ａのＤＣ＋端子とスイッチ２３３の間には電圧検出回路２３１が接続されている。電圧検出回路２３１は、直流２０Ｖを基準とする所定の範囲の電圧を検出したときに出力する。電圧検出回路２３１の出力はパワー・コントローラ２２５に接続されている。スイッチ２３３はＦＥＴで構成されＤＣ／ＤＣコンバータ２２９に対する専用レセプタクル１３ａからの電力供給を制御する。スイッチ２３３はＤＣ＋端子に直流２０Ｖの電圧が印加されたときにオン状態になり、電圧が喪失したときにオフ状態になるようにパワー・コントローラ２２５が制御する。

なお、図１から図６は本実施の形態を説明するために、本実施の形態に関連する主要なハードウェアの構成および接続関係を簡略化して記載したに過ぎないものである。ここまでの説明で言及した以外にも、電池ユニット１００、ＡＣ／ＤＣアダプタ１０、およびノートＰＣ５０を構成するには多くのデバイスが使われる。しかしそれらは当業者には周知であるので、ここでは詳しく言及しない。

図で記載した複数のブロックを１個の集積回路もしくは装置としたり、逆に１個のブロックを複数の集積回路もしくは装置に分割して構成したりすることも、当業者が任意に選択することができる範囲においては本発明の範囲に含まれる。また、各々のデバイスの間を接続するバスおよびインターフェースなどの種類はあくまで一例に過ぎず、それら以外の接続であっても当業者が任意に選択することができる範囲においては本発明の範囲に含まれる。

［アダプタ接続状態の電池ユニットの動作手順］
図７は、単独状態の電池ユニット１００にＡＣ／ＤＣアダプタとケーブル・アセンブリが接続されたときの動作手順を示すフローチャートである。ブロック３０１では、いずれの専用レセプタクル１３、２３、３３にもＡＣ／ＤＣアダプタ１０、２０、３０が接続されておらず電池ユニット１００は単独状態で存在している。また、共用レセプタクル４１にもいずれのケーブル・アセンブリ５１、５３、５５も接続されていない。ＭＰＵ１２１は、電池セット１２９が供給する電力で動作して内部の動作を制御している。

ＭＰＵ１２１は、各専用レセプタクル１３、２３、３３のＩＤ２ライン１５５を通じて電池ユニット１００が単独状態であることを認識し、かつ共用レセプタクル４１のＩＤ４ライン１５９を通じていずれのケーブル・アセンブリ５１、５３、５５も接続されていないことを認識してすべてのスイッチ１５、２５、３５、１０３、１０５、１０７、１０９、１１１、１１３、１１５、１１７をオフ状態にする。ＭＰＵ１２１はさらにいずれのケーブル・アセンブリ５１、５３、５５も接続されていないことを認識して、昇圧型レギュレータ１３１の動作を停止して電力損失を軽減する。

したがって、単独状態の電池ユニット１００はいずれのケーブル・アセンブリも接続されていないときは共用レセプタクル４１に直流２０Ｖの電圧を出力しない。ブロック３０３でＭＰＵ１２１はいずれかの専用レセプタクル１３、２３、３３にＡＣ／ＤＣアダプタ１０、２０、３０が接続されたことを機械式スイッチ１０４の動作で検出する。ここでは、専用レセプタクル１３にＡＣ／ＤＣアダプタ１０が接続された場合を中心にして説明するが、ＡＣ／ＤＣアダプタ２０が接続された場合も同様の手順で動作する。ＡＣ／ＤＣアダプタ３０が接続された場合は、専用レセプタクル３３にＩＤ１ライン１５３が存在しないので多少異なった動作をするがそれについては適宜説明する。

ＡＣ／ＤＣアダプタ１０が接続されたことを認識したＭＰＵ１２１は、スイッチ１５をオン状態にする。ブロック３０５でＭＰＵ１２１は、ＡＣ／ＤＣアダプタ１０の識別抵抗Ｒ１で分圧された専用レセプタクル１３のＩＤ１ライン１５３の電圧を検出して、専用レセプタクル１３に接続されたＡＣ／ＤＣアダプタ１０の定格容量を認識する。ＡＣ／ＤＣアダプタ３０が専用レセプタクル３３に接続されたときは、この手順を省略する。

ブロック３０７では電圧検出回路１２５の出力によりＤＣ＋ライン１５１に電圧が印加されたことを検出したＭＰＵ１２１はスイッチ１０５をオン状態にして、必要に応じて充電器１２７に充電電流および充電電圧を設定して電池セット１２９の充電を開始する。ＭＰＵ１２１はこれ以後、接続されたＡＣ／ＤＣアダプタ１０の定格容量と共用レセプタクル４１から出力する電力との差の電力の範囲で充電電力を制御するように充電電圧および充電電流を設定する。専用レセプタクル３３にＡＣ／ＤＣアダプタ３０が接続されたことを認識したときは、ＭＰＵ１２１は最低定格容量と共用レセプタクル４１から出力する電力との差の電力の範囲で充電電力を制御するように充電電圧および充電電流を設定する。

ＭＰＵ１２１は、さらに、電池セット１２９の残容量、満充電容量、および充放電サイクルの計算を行う。ブロック３０９では、ＭＰＵ１２１がＩＤ４ライン１５９の電圧を検出して共用レセプタクル４１にいずれかのケーブル・アセンブリ５１、５３、５５が接続されたこと、および接続されたケーブル・アセンブリの識別子を認識する。ＭＰＵ１２１がいずれのケーブル・アセンブリ５１、５３、５５の接続も認識しないときは、それ以上手順は進行しない。

ブロック３１３では、接続されたケーブル・アセンブリ５１を示すＩＤ４ライン１５９通じて判断したノートＰＣ５０の電力規格とＩＤ２ライン１５５が示す専用レセプタクル１３を通じて判断したＡＣ／ＤＣアダプタ１０の電力規格を比較する。ケーブル・アセンブリ５３、５５が接続されたような場合は、ＡＣ／ＤＣアダプタ１０の規格と携帯端末装置６０、７０の電力規格が不一致であるためブロック３０９に戻りこれ以上手順は進行しない。電力規格が一致しない限りＡＣ／ＤＣアダプタ１０から電池ユニット１００を経由してから携帯端末装置６０、７０に電力を供給することはないが、充電器１２７には電力が供給されて電池セット１２９の充電は行われる。

共用レセプタクル４１にケーブル・アセンブリ５１が接続されたときは、ＡＣ／ＤＣアダプタ１０とノートＰＣ５０の電力規格が一致する。ＭＰＵ１２１は、ＡＣ／ＤＣアダプタ１０の電力規格とケーブル・アセンブリ５１に対応付けられたノートＰＣ５０の電力規格が一致したと判断すると、ブロック３１５で昇圧型レギュレータ１３１を動作させる。この時点ではケーブル・アセンブリ５１に携帯端末装置５０が接続されているか否か、さらに、接続された携帯端末装置５０が電力を消費しているか否かは不明である。したがって、ノートＰＣ５０が接続されていない状態またはノートＰＣ５０が接続されてはいるがパワー・オフ状態の場合もある。

昇圧型レギュレータ１３１を動作させると電力損失が発生するが、ノートＰＣ５０が実際に電力を消費する前であって、ケーブル・アセンブリ５１が接続されたタイミングで昇圧型レギュレータ１３１を動作させるのは、以下の理由である。専用レセプタクル１３ａにＡＣ／ＤＣアダプタ１０が接続されたときに、既存のノートＰＣは電圧検出回路２３１が直流２０Ｖを検出してＡＣ／ＤＣアダプタ１０の接続を検出して、パワー・コントローラ２２５を動作させる。

ノートＰＣ５０は電池ユニット１００に対しても同様にして接続を検出して、ＥＣ２２１がＭＰＵ１２１との間でコミュニケーションを開始する必要がある。昇圧型レギュレータ１３１を停止すると、単独状態の電池ユニット１００は、共用端子４１に直流９Ｖから直流１２．６Ｖの電圧を出力する。しかし既存のノートＰＣの電圧検出回路２３１は、直流９Ｖから直流１２．６Ｖの電圧を検出することができないため、単独状態の電池ユニット１００がノートＰＣ５０に接続されたときに、事前に昇圧型レギュレータ１３１を動作させておかないとその接続を検出して動作することができない。

これに対して、電池ユニット１００側でプルアップしたＩＤ３ライン１５７、２５１の電圧をＥＣ２２１が検出して、ＡＣ／ＤＣアダプタ１０または電池ユニット１００の接続を検出する方法もあるが、その場合ＥＣ２２１にパワー・オフ状態でも電力を供給しておく必要があるため電力損失が発生する。また、この方法では２端子構造の専用レセプタクル３３ａを備える携帯端末装置７０はＡＣ／ＤＣアダプタ３０または電池ユニット１００の接続を検出できない。

ただし、電池ユニット１００を利用するすべての携帯端末装置の電圧検出回路２３１が直流９Ｖから２０Ｖの広い範囲の電圧を検出することができれば、昇圧レギュレータ１３１に設けたバイパス・スイッチ１１７を、昇圧型レギュレータ１３１を停止するときはオン状態にすることでＥＣ２２１とＭＰＵ１２１との通信プロセスを開始させることができる。この場合、ノートＰＣ５０が電力を消費しない間は、昇圧レギュレータ１３１を停止しておき、ノートＰＣ５０が電力を消費したことをＭＰＵ１２１が検出して昇圧型レギュレータ１３１を動作させるようにすることができる。

つづいて、ブロック３１７でＭＰＵ１２１は第１の方式または第２の方式のいずれかの方法で識別抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３のいずれかを活性化するために対応するスイッチ１０９、１１１、１１３のいずれかをオン状態にする。ここでは第２の方式を採用してＭＰＵ１２１は最低定格容量に対応する識別抵抗Ｒ１を活性化するためにスイッチ１０９だけをオン状態にする。その結果、電池ユニット１００は、接続されたＡＣ／ＤＣアダプタ１０の定格容量の値にかかわらず最低定格容量をノートＰＣ５０に表明する。

ブロック３１９では、ＭＰＵ１２１は、スイッチ１０３をオン状態にする。その結果、共用レセプタクル４１のＤＣ＋端子には直流２０Ｖの電圧が出力され、ケーブル・アセンブリ５１のＤＣプラグ１１ａに接続される携帯端末装置５０に電力を供給する状態が完了する。昇圧型レギュレータ１３１の電圧は、共用レセプタクル４１に携帯端末装置５０が接続されたときにＡＣ／ＤＣアダプタ１０から電力を供給するように設定されている。ＭＰＵ１２１は、アダプタ接続状態のときは昇圧レギュレータ１３１を停止しておき、電池ユニット１００が単独状態に移行したときに昇圧レギュレータ１３１を動作させ、スイッチ１０３をオフ状態にしかつスイッチ１０５をオン状態に制御してもよい。

ブロック３２１では、ＡＣ／ＤＣアダプタ１０が接続されたアダプタ接続状態の専用レセプタクル２３にＡＣ／ＤＣアダプタ２０が接続される。ＭＰＵ１２１は、専用レセプタクル２３のＩＤ２ラインを通じて新たなＡＣ／ＤＣアダプタ２０が接続されたことを検出すると、ブロック３２３でそれより先に専用レセプタクルにＡＣ／ＤＣアダプタが接続されているか否かを判断する。たとえば先にＡＣ／ＤＣアダプタ１０が専用レセプタクル１３に接続されていると判断すると、スイッチ２５のオフ状態を維持して複数のＡＣ／ＤＣアダプタが並列接続されないようにする。

ブロック３２５では、アダプタ接続状態の電池ユニット１００からケーブル・アセンブリ５１が外される。ＭＰＵ１２１は、ＩＤ４ラインを通じてケーブル・アセンブリ５１が外されたことを検出すると、ブロック３２７で昇圧型レギュレータ１３１の動作を停止してブロック３０９に戻る。したがって、共用レセプタクル４１にいずれのケーブル・アセンブリ５１、５３、５５も接続されないときは、昇圧型レギュレータ１３１の電力損失を軽減できる。

図８は、単独状態の電池ユニット１００にケーブル・アセンブリが接続されたときの動作手順を示すフローチャートである。ブロック４０１ではブロック３０１と同様に電池ユニット１００は単独状態にある。ブロック４０２では、ＭＰＵ１２１は、各専用レセプタクル１３、２３、３３のＩＤ２ライン１５５を通じて単独状態であることを認識すると、スイッチ１０９だけをオン状態にして最低定格容量を表明する。ブロック４０３では、ＭＰＵ１２１がＩＤ４ライン１５９を通じて共用レセプタクル４１にいずれかのケーブル・アセンブリ５１、５３、５５が接続されたことを検出する。ＭＰＵ１２１はいずれかのケーブル・アセンブリ５１、５３、５５が接続されたことを認識するとブロック４０５で昇圧型レギュレータ１３１を動作させる。

ブロック４０７では、ＭＰＵ１２１がスイッチ１１５をオン状態にすると、共用レセプタクル４１に直流２０Ｖの電圧が出力されて電池ユニット１００は、電池セット１２９からいずれかの携帯端末装置５０、６０、７０に電力を供給する準備が完了する。ブロック４０９は、その後単独状態の電池ユニット１００にいずれかのＡＣ／ＤＣアダプタ１０、２０、３０が接続される状態を示している。

いずれかのＡＣ／ＤＣアダプタ１０、２０、３０が接続されるとブロック４１１では図７のブロック３０３、３０５、３０７、３１７の手順が実行されてブロック３１９の状態に遷移する。このときＭＰＵ１２１は昇圧型レギュレータ４１１の動作を停止してもよい。単独状態の電池ユニット１００は、ＡＣ／ＤＣアダプタと携帯端末装置の電力規格を判断することなく電力を供給することができる。

ブロック４１３では、単独状態の電池ユニット１００からケーブル・アセンブリ５１が外される。ＭＰＵ１２１は、ＩＤ４ラインを通じてケーブル・アセンブリ５１が外されたことを検出すると、ブロック４１５で昇圧型レギュレータ１３１の動作を停止してブロック４０３に戻る。したがって、共用レセプタクル４１にいずれのケーブル・アセンブリ５１、５３、５５も接続されないときは、昇圧型レギュレータ１３１を停止して電池セット１２９の放電を抑制することができる。

［電池ユニットからノートＰＣに電力供給するときの動作手順］
つぎにアダプタ接続状態の電池ユニット１００からノートＰＣ５０に電力を供給するときの動作手順を図９のフローチャートを参照して説明する。図１０は、ＥＣ２２１とＭＰＵ１２１がシングル・ワイヤ・バス方式で通信するときのプロトコルを説明する図である。図１０（Ａ）は、専用レセプタクル１３ａに電池ユニット１００が接続されたときのＩＤ３ライン２５１、１５７の電圧を示し、図１０（Ｂ）は専用レセプタクル１３ａにＡＣ／ＤＣアダプタ１０が接続されたときのＩＤ３ライン２５１の電圧を示している。

ノートＰＣ５０は、電力源が電池セット２２３だけであり、パワー・オン状態またはパワー・オフ状態に遷移している。ここではパワー・オフ状態を前提に説明する。パワー・オフ状態では、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２９はパワー・オン状態に遷移させるために最低限必要な電力をパワー・コントローラ２２５に供給している。また、スイッチ２３３はオフ状態で、ＥＣ２２１は停止している。

電池ユニット１００はブロック６０１で図７のブロック３１９の状態または図８のブロック４１１の状態に遷移しており、スイッチ１０７、１０９、１１１、１１３の中ではスイッチ１０９だけをオン状態にして最低定格容量を表明している。ノートＰＣ５０ではブロック５０１で、専用レセプタクル１３ａにＡＣ／ＤＣアダプタ１０または図７のブロック３１９の状態に遷移している電池ユニット１００（以下、電力デバイスという。）が接続される。ＡＣ／ＤＣアダプタ１０または電池ユニット１００のいずれの電力デバイスが接続された場合でも、ブロック５０３で電圧検出回路２３１は、専用レセプタクル１３ａのＤＣ＋端子の電圧を検出しパワー・コントローラ２２５に出力する。パワー・コントローラ２２５は、ＥＣ２２１が電池ユニット１００またはＡＣ／ＤＣアダプタ１０の定格容量を認識したり、ＭＰＵ１２１と通信したりするために必要な範囲に電力を供給するようにＤＣ／ＤＣコンバータ２２９を制御する。

ブロック５０５では、ＡＣ／ＤＣアダプタ１０または電池ユニット１００の識別抵抗が分圧したＩＤ３ライン２５１の電圧Ｖ１をＥＣ２２１が時間Ｔ１の間検出して電力デバイスが表明する定格容量を認識する。ＥＣ２２１は、電圧Ｖ１が自ら保有するリストに存在する電圧範囲にない場合は、接続された電力デバイスの定格容量を最低定格容量として認識することができる。

もし、ノートＰＣ５０が最低定格容量ではパワー・マネジメントができない場合は、スイッチ２３３のオフ状態を維持して最低定格容量を表明する電力デバイスからは電力を受け取らないようにすることができる。この場合ノートＰＣ５０は電池セット２２３の電力だけで動作して、電池セット２２３の残容量が低下した場合は、自動的にハイバネーション状態またはサスペンド状態に遷移する。この時点でＥＣ２２１はＡＣ／ＤＣアダプタ１０または電池ユニット１００のいずれが接続されたかを認識していない。

また、ノートＰＣ５０は認識した電力デバイスの定格容量がパワー・マネジメントできる電力の最大値を超えている場合は、パワー・マネジメントの可能な電力に対してパワー・マネジメントをする。したがって、ノートＰＣ５０が定格容量９０ＷのＡＣ／ＤＣアダプタ１０までパワー・マネジメントが可能な場合は、定格容量が１３５ＷのＡＣ／ＤＣアダプタ１０が接続されても消費電力を９０Ｗ以内に制御する。ＡＣ／ＤＣアダプタの定格容量とノートＰＣ５０の合計最大消費電力の差は、電池セット１２９の充電に利用される。

ブロック５０７でＥＣ２２１は、ＡＣ／ＤＣアダプタ１０または電池ユニット１００に対して、専用レセプタクル１３ａに接続された電力デバイスがいずれであるかを認識するためのチャレンジをする。ＥＣ２２１は時間Ｔ１が経過した後の時間Ｔ２の間ＩＤ３ライン２５１をロー（電圧Ｖ０）に遷移させてから再び電圧Ｖ１に復帰させる。ここで専用レセプタクル１３ａに電池ユニット１００が接続されている場合はブロック６０３でチャレンジを受けたＭＰＵ１２１は、ＩＤ３ライン１５７が電圧Ｖ１に復帰した後にスイッチ１０９をオフ状態にして、ＩＤ３ライン２５１をコミュニケーション用に開放する。その結果、ＩＤ３ライン１５７の電圧は、ＭＰＵ１２１の内部抵抗で定まる電圧Ｖ２に遷移する。

つづいて、ＭＰＵ１２１は時間Ｔ３が経過するとスイッチ１０７をオン状態にしてＩＤ３ライン１５７の電圧を時間Ｔ４の間電圧Ｖ０に遷移させる。専用レセプタクル１３ａにＡＣ／ＤＣアダプタ１０が接続されている場合は、ＥＣ２２１のチャレンジに対して応答しないためＩＤ３ライン２５１は、時間Ｔ２の後にＥＣ２２１が復帰させた電圧Ｖ１を維持する。

ブロック５０９では、ＥＣ２２１はＩＤ３ラインの電圧で、チャレンジに対する応答を監視して接続された電力デバイスが電池ユニット１００またはＡＣ／ＤＣアダプタ１０のいずれであるかを認識する。ＥＣ２２１は、電力デバイスの種類と定格容量を認識するとスイッチ２３３をオン状態に制御し、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２９および充電器２２７にいずれかの電力デバイスから電力が供給される。デバイスが電池ユニット１００の場合は、ブロック６０４でアダプタ接続状態の電池ユニット１００からノートＰＣ５０に電力が供給される。

ブロック５１１で、ＥＣ２２１がＡＣ／ＤＣアダプタ１０が接続されたと認識した場合はブロック５１３に移行して本実施の形態にかかる動作手順は終了する。電池セット１００が接続されていると判断した場合は、ノートＰＣ５０はＡＣ／ＤＣアダプタ１０が接続されていると判断した場合に比べて、ＣＰＵ２０１のクロック周波数を低下させたり、ＬＣＤ２０７の輝度を低下させたりしてロー・パワー・モードで動作することができる。

ブロック６０５ではチャレンジに応答したＭＰＵ１２１は、時間Ｔ４が経過するとそれ以後ＩＤ３ライン１５７を通じて満充電容量に対する残容量（RSOC:Relative State Of Charge）と、電池セット１２９の劣化の進行程度を示す劣化情報をＥＣ２２１に転送する。劣化情報は、充放電サイクルに対応付けられた値であったり定格容量に対する現在の満充電容量の割合に対応付けられた値であったりする。ＭＰＵ１２１は、劣化進行程度を複数の段階に分けて転送することができる。

ＭＰＵ１２１は、スイッチ１０７を制御してＩＤ３ライン１５７の電圧を電圧Ｖ２とＶ０の間で遷移させて残容量と劣化情報を同時に転送する。パルスの周期Ｔ１ｘ、Ｔ２ｘ、Ｔ３ｘは劣化程度に対応付けられている。また、各パルスの周期に対するオン時間の割合に相当するデューティ・サイクル（Ｔ１ｙ／Ｔ１ｘ、Ｔ２ｙ／Ｔ２ｘ、Ｔ３ｙ／Ｔ３ｘ、）は、残容量に対応付けられている。

ＭＰＵ１２１は、以後ＩＤ４ライン１５９を通じてケーブル・アセンブリ５１が取り外されたことを検出するまでパルスの転送を続ける。他の転送方法では、ＥＣ２２１が要求するたびにＭＰＵ１２１が残容量と劣化情報を転送する。たとえばＭＰＵ１２１は１回の情報の転送に２個のパルスを送信し、その後ＩＤ３ライン２５１を電圧Ｖ２に維持する。ＥＣ２２１は、情報が必要なときにＩＤ３ライン２５１を電圧Ｖ０に遷移させ、それに応答してＭＰＵ１２１が情報転送用の２個のパルスを送るようにしてもよい。

ブロック５１５でＥＣ２２１は、所定のタイミングでＩＤ３ライン２５１を通じてパルスを受け取りＬＣＤ２０７に残容量と劣化情報を表示する。すなわち、ノートＰＣ５０は電池ユニット１００の電池セット１２９を、本体に組み込まれた電池セット２２３と同様に管理しながら使用する。ＬＣＤ２０７に表示する情報には、現在ノートＰＣ５０に電力を供給することができるデバイスの種類（電池セット２２３、電池ユニット１００、ＡＣ／ＤＣアダプタ１０）と、電池セット２２３と電池セット１２９についての劣化情報と残容量とすることができる。

残容量を受け取ったＥＣ２２１は、電池セット１２９の残容量が限界まで低下したときに、さらに電池セット２２３の残容量も参照して、ノートＰＣをサスペンド状態に遷移させたり、作業中のメイン・メモリ２０３のデータをＨＤＤ２１１に退避させてからノートＰＣ５０をハイバネーション状態に遷移させたりする。ＬＣＤ２０７に表示された劣化情報によりユーザは、電池セット１２９の適切な交換時期を判断することができるようになる。

ブロック６０７では、専用レセプタクル１３からＡＣ／ＤＣアダプタ１０が外される。共用レセプタクル４１のＤＣ＋端子の電圧が低下するとダイオード１３３を通じて電池セット１２９からノートＰＣ５０に電力が供給される。電力源がＡＣ／ＤＣアダプタから電池セット１２９に切り換わるときは、スイッチ１１５がオン状態になるまでの短時間はダイオード１３３を通じて電力が供給されるため、共用レセプタクル４１のＤＣ＋端子の電圧が低下することはない。ＭＰＵ１２１は、電圧検出回路１２５の出力が停止したことを検出してスイッチ１１５をオン状態にし、スイッチ１５、１０３をオフ状態にする。

単独状態の電池ユニット１００が接続されたときの動作手順は、図９とほぼ同じであるため、図９を参照して異なる手順だけを説明する。ブロック６０１に代わる新たな手順では、図８のブロック４０７に示すように、電池ユニット１００は単独状態で電力の供給準備が完了している。ブロック６０７に代わる新たな手順では、ＡＣ／ＤＣアダプタ１０が電池ユニット１００に接続されることがある。

電圧検出回路１２５を通じて専用レセプタクル１３のＤＣ＋端子に直流２０Ｖの電圧が印加されたことを検出したＭＰＵ１２１は、スイッチ１５、１０３をオン状態にする。その結果ブロック６０９では、共用レセプタクル４１のＤＣ＋端子に、ＡＣ／ＤＣアダプタ１０から電力が供給され、必要に応じて電池セット１２９の充電が開始される。

電池ユニット１００は、電池セット１２９を筐体に収納して鞄に入れやすいように薄型化することが望ましい。したがって、電車や車の中では鞄に電池ユニット１００を入れて膝の上でノートＰＣ５０を利用することもできるため、これまで困難であった薄型化のノートＰＣの電池動作時間を拡張することができる。また、従来の外部電池のように専用の充電器を持ち運ぶ必要がなく、さらに予備の電池に交換したりする手間を省くことができる。さらに、移動先で商用電源が使用できるときはＡＣ／ＤＣアダプタで電池セット１２９を充電しながらノートＰＣ５０を使用し、移動中は単独状態の電池ユニット１００から電力供給をすることができるので利便性に富んでいる。

電池セット２２３が完全に放電しているノートＰＣ５０をアダプタ接続状態の電池ユニット１００に接続して使用する場合は、商用電源が停止したときには、無停電で使用を継続することができるため、電池ユニットは無停電電源装置（ＵＰＳ）としての機能も備えている。電池セット１２９は、電池ユニット１００の筐体の中に組み込む組み込み電池であっても、電池ユニット１００の筐体のベイに着脱可能な電池パックであってもよい。また、電池パックの場合は、ノートＰＣの電池パックと互換性のあるタイプにすることができる。

これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることはいうまでもないことである。

１０、２０、３０ ＡＣ／ＤＣアダプタ
１１、２１、３１、４３、１１ａ、２１ａ、３１ａ ＤＣプラグ
１３、２３、３３、１３ａ、２３ａ、３３ａ 専用レセプタクル
４１ 共用レセプタクル
４５ ＡＣプラグ
５０ 携帯端末装置（ノートＰＣ）
６０、７０ 携帯端末装置
５１、５３、５５ ケーブル・アセンブリ
１００ 電池ユニット

Claims (42)

1. 電気電子機器に電力を供給する電池ユニットであって、
   ＡＣ／ＤＣアダプタの接続が可能な１次レセプタクルと、
   前記電気電子機器の接続が可能な２次レセプタクルと、
   前記ＡＣ／ＤＣアダプタが供給する電力で２次電池を充電する充電器と、
   前記ＡＣ／ＤＣアダプタが接続されたときは前記ＡＣ／ＤＣアダプタから前記電気電子機器に電力を供給し、前記ＡＣ／ＤＣアダプタが外れたときは前記２次電池から前記電気電子機器に電力をする出力回路と、
   前記電池ユニットの動作を制御する制御回路と
   を有する電池ユニット。
2. 前記ＡＣ／ＤＣアダプタが前記電気電子器の専用レセプタクルに接続が可能である請求項１に記載の電池ユニット。
3. 前記２次電池が前記電池ユニットの筐体に収納されている請求項１または請求項２に記載の電池ユニット。
4. 前記制御回路は、前記ＡＣ／ＤＣアダプタが接続されたときに前記２次電池を充電しながら前記電気電子機器に電力を供給するように前記充電器を制御する請求項１から請求項３のいずれかに記載の電池ユニット。
5. 前記２次電池の出力電圧を前記ＡＣ／ＤＣアダプタの出力電圧まで昇圧して前記２次レセプタクルに出力する昇圧回路を有する請求項１から請求項４のいずれかに記載の電池ユニット。
6. 前記制御回路は、前記２次レセプタクルに前記電気電子機器が接続されないとき、または前記２次レセプタクルに接続された電気電子機器が電力を消費しないときに前記昇圧回路の動作を停止する請求項５に記載の電池ユニット。
7. 前記電気電子機器が筐体の内部に組み込まれた２次電池を有し、前記専用レセプタクル以外に外部から電力を供給するインターフェースを有しない請求項１から請求項６のいずれかに記載の電池ユニット。
8. 複数の電気電子機器に電力を供給することが可能な電池ユニットであって、
   それぞれにＡＣ／ＤＣアダプタの接続が可能な複数の１次レセプタクルと、
   前記複数の電気電子器の中から選択した任意のいずれかに接続が可能な２次レセプタクルと、
   ２次電池を充電する充電器と、
   前記複数の１次レセプタクルのいずれかに前記ＡＣ／ＤＣアダプタが接続されたときは前記ＡＣ／ＤＣアダプタから前記電気電子機器に電力を供給し、前記１次レセプタクルのいずれにも前記ＡＣ／ＤＣアダプタ接続されないときは前記２次電池から前記電気電子機器に電力を供給する出力回路と、
   前記電池ユニットの動作を制御する制御回路と
   を有する電池ユニット。
9. 前記複数の電気電子機器の電力規格がそれぞれ異なっており、前記制御回路は、前記１次レセプタクルに接続されたＡＣ／ＤＣアダプタの電力規格と前記２次レセプタクルに接続された電気電子機器の電力規格が一致しないと判断したときに前記ＡＣ／ＤＣアダプタから前記電気電子機器に対する電力の供給を停止する請求項８に記載の電池ユニット。
10. 前記制御回路は、前記電気電子機器に対する電力の供給を停止したときに、前記２次電池の充電を行うように前記充電器を制御する請求項９に記載の電池ユニット。
11. 前記複数の１次レセプタクルが特定の電気電子機器の電力規格に一致するＡＣ／ＤＣアダプタだけの接続が可能な一次レセプタクルで構成され、前記制御回路は前記ＡＣ／ＤＣアダプタが接続された１次レセプタクルを示す識別子を認識して前記ＡＣ／ＤＣアダプタの電力規格を認識する請求項９または請求項１０に記載の電池ユニット。
12. 前記複数の電気電子機器のそれぞれが、電力規格の一致する前記ＡＣ／ＤＣアダプタだけが接続可能な専用レセプタクルを備え、前記制御回路は前記専用レセプタクルと前記２次レセプタクルを接続するケーブル・アセンブリを示す識別子から前記２次レセプタクルに接続された前記電気電子機器の電力規格を認識する請求項９から請求項１１のいずれかに記載の電池ユニット。
13. 前記識別子が前記ケーブル・アセンブリのプラグに組み込まれている請求項１２に記載の電池ユニット。
14. 直流電力源と電気電子機器に接続が可能な電力供給システムであって、
    前記直流電力源が供給する電力で２次電池を充電する充電回路と、
    前記直流電力源の電力を前記電気電子機器に供給する第１の電力回路と、
    前記２次電池の電力を直流電圧で前記電気電子機器に供給する第２の電力回路と、
    前記直流電力源が接続されたときは前記第１の電力回路から前記電気電子機器に電力を供給し、前記直流電力源が外れたときは前記第２の電力回路から前記電気電子機器に電力を供給する制御回路と
    を有する電力供給システム。
15. ＡＣ／ＤＣアダプタの接続が可能な専用レセプタクルを備える携帯端末装置に電力を供給する電池ユニットであって、
    前記ＡＣ／ＤＣアダプタの接続が可能な１次レセプタクルと、
    前記携帯端末装置の接続が可能な２次レセプタクルと、
    ２次電池を充電する充電器と、
    前記ＡＣ／ＤＣアダプタが接続されたときは前記ＡＣ／ＤＣアダプタから前記携帯端末装置に電力を供給し、前記ＡＣ／ＤＣアダプタが外れたときは前記２次電池から前記携帯端末装置に電力を供給する出力回路と、
    前記電池ユニットの動作を制御し、前記携帯端末装置に前記電池ユニットの定格容量を表明する制御回路と
    を有する電池ユニット。
16. 前記表明する定格容量は、前記電池ユニットに接続される複数の携帯端末装置の定格容量の中で最低の定格容量である請求項１６に記載の電池ユニット。
17. 前記制御回路は前記１次レセプタクルに接続されたＡＣ／ＤＣアダプタの定格容量を認識して、前記携帯端末装置に前記認識したＡＣ／ＤＣアダプタの定格容量を表明する請求項１６に記載の電池ユニット。
18. 前記１次レセプタクルと前記専用レセプタクルがそれぞれ電源端子とグランド端子と識別端子を含み、前記制御回路は前記１次レセプタクルの識別端子を通じて前記ＡＣ／ＤＣアダプタの定格容量を認識し、前記専用レセプタクルの識別端子を通じて前記電池ユニットの定格容量を表明する請求項１５から請求項１７のいずれかに記載の電池ユニット。
19. 前記制御回路は、前記２次電池の残容量と劣化情報を計算して前記携帯端末装置に転送する請求項１５から請求項１８のいずれかに記載の電池ユニット。
20. 前記制御回路は、シングル・ワイヤ・バス方式で前記残容量と前記劣化情報を転送する請求項１９に記載の電池ユニット。
21. 前記１次レセプタクルと前記専用レセプタクルがそれぞれ電源端子とグランド端子と識別端子を含み、前記制御回路は前記専用レセプタクルの識別端子を通じて前記携帯端末装置に前記残容量と前記劣化情報を送る請求項２０に記載の電池ユニット。
22. 前記制御回路は、パルスの周期とデューティ比で前記残容量と劣化情報を同時に転送する請求項２１に記載の電池ユニット。
23. ＡＣ／ＤＣアダプタまたは該ＡＣ／ＤＣアダプタの接続が可能な電池ユニットの任意のいずれかから電力を供給することが可能な携帯端末装置であって、
    前記電池ユニットは、前記ＡＣ／ＤＣアダプタが接続されたアダプタ接続状態では前記ＡＣ／ＤＣアダプタから前記携帯端末装置に電力を供給し、前記ＡＣ／ＤＣアダプタが外れた単独状態では２次電池から前記携帯端末装置に電力を供給し、
    前記携帯端末装置は、
    前記ＡＣ／ＤＣアダプタと前記電池ユニットの任意のいずれかを接続できる専用レセプタクルと、
    前記専用レセプタクルに接続された前記ＡＣ／ＤＣアダプタまたは前記電池ユニットの定格容量を認識して消費電力を制御するコントローラと
    を有する携帯端末装置。
24. 前記携帯端末装置はディスプレイを備え、
    前記コントローラは、前記電池ユニットが接続されたと認識したときは前記電池ユニットから前記２次電池の残容量を取得して前記ディスプレイに表示する請求項２３に記載の携帯端末装置。
25. 前記コントローラは、前記電池ユニットが接続されたと認識したときは前記電池ユニットの劣化情報を取得して前記ディスプレイに表示する請求項２３または請求項２４に記載の携帯端末装置。
26. 前記専用レセプタクルが電源端子と識別端子とグランド端子を含み、前記コントローラは前記識別端子を通じて前記電池ユニットまたは前記ＡＣ／ＤＣアダプタにパルス信号を送り、該パルス信号に対する応答パルスから前記専用レセプタクルに前記ＡＣ／ＤＣアダプタと前記電池ユニットのいずれが接続されたかを認識する請求項２３から請求項２５のいずれかに記載の携帯端末装置。
27. １次レセプタクルと２次レセプタクルを備える電池ユニットまたはＡＣ／ＤＣアダプタの任意のいずれかの接続が可能な専用レセプタクルを備える電気電子機器に電力を供給する方法であって、
    前記ＡＣ／ＤＣアダプタを前記１次レセプタクルに接続するステップと、
    前記２次レセプタクルと前記専用レセプタクルをケーブル・アセンブリで接続するステップと、
    前記ＡＣ／ＤＣアダプタから前記ケーブル・アセンブリを通じて前記電気電子機器に電力を供給するステップと、
    前記１次レセプタクルが供給する電力を停止するステップと、
    前記ＡＣ／ＤＣアダプタからの電力供給が停止したときに２次電池から前記電気電子機器に電力を供給するステップと
    を有する方法。
28. 前記１次レセプタクルに接続されたＡＣ／ＤＣアダプタから前記電気電子機器に電力を供給しながら前記電池ユニットが前記２次電池を充電するステップを有する請求項２７に記載の方法。
29. 前記電池ユニットが前記２次電池の出力電圧を前記ＡＣ／ＤＣアダプタの出力電圧まで昇圧するステップを有する請求項２７または請求項２８に記載の方法。
30. 前記ケーブル・アセンブリの電力供給が停止したときに前記昇圧回路の動作を停止するステップを有する請求項２７から請求項２９のいずれかに記載の方法。
31. 前記電気電子機器がパワー・オフ状態のときに前記昇圧回路の動作を停止するステップを有する請求項２７から請求項３０のいずれかに記載の方法。
32. ２次レセプタクルと複数の１次レセプタクルを備える電池ユニットまたはＡＣ／ＤＣアダプタの任意のいずれかの接続が可能な専用レセプタクルを備える電気電子機器に電力を供給する方法であって、
    前記ＡＣ／ＤＣアダプタをいずれかの前記１次レセプタクルに接続するステップと、
    前記２次レセプタクルと前記専用レセプタクルをケーブル・アセンブリで接続するステップと、
    前記ＡＣ／ＤＣアダプタから前記ケーブル・アセンブリを通じて前記電気電子機器に電力を供給するステップと、
    前記ＡＣ／ＤＣアダプタが供給する電力を停止するステップと、
    前記ＡＣ／ＤＣアダプタからの電力供給が停止したときに２次電池から前記電気電子機器に電力を供給するステップと
    を有する方法。
33. 前記１次レセプタクルに接続されたＡＣ／ＤＣアダプタの規格と前記電気電子機器の規格を照合するステップと、
    前記規格が一致しないときに、前記ＡＣ／ＤＣアダプタから前記電気電子機器に対する電力供給を停止するステップと
    を有する請求項３２に記載の方法。
34. 前記照合するステップが、前記１次レセプタクルを示す識別子を取得するステップと、前記ケーブル・アセンブリを示す識別子を取得するステップとを含む請求項３３に記載の方法。
35. 前記１次レセプタクルに接続されたＡＣ／ＤＣアダプタから前記電気電子機器に電力を供給しながら前記２次電池を充電するステップを有する請求項３２から請求項３４のいずれかに記載の方法。
36. １次レセプタクルと２次レセプタクルを備え２次電池から電力供給をすることが可能な電池ユニットまたはＡＣ／ＤＣアダプタの任意のいずれかの接続が可能な専用レセプタクルを備える携帯端末装置に電力を供給する方法であって、
    前記ＡＣ／ＤＣアダプタを前記１次レセプタクルに接続するステップと、
    前記２次レセプタクルと前記専用レセプタクルをケーブル・アセンブリで接続するステップと、
    前記１次レセプタクルに接続されたＡＣ／ＤＣアダプタから前記携帯端末装置に電力を供給するステップと、
    前記携帯端末装置に前記電池ユニットの定格容量を表明するステップと
    を有する方法。
37. 前記ＡＣ／ＤＣアダプタからの電力供給を停止するステップと、
    前記ＡＣ／ＤＣアダプタからの電力供給が停止したときに前記２次電池から前記携帯端末装置に電力を供給するステップと
    を有する請求項３６に記載の方法。
38. 前記２次電池の残容量と劣化情報を計算するステップと、
    前記ケーブル・アセンブリを通じて前記残容量と前記劣化情報を前記携帯端末装置に転送するステップと
    を有する請求項３６または請求項３７に記載の方法。
39. ＡＣ／ＤＣアダプタの接続が可能な電池ユニットまたは前記ＡＣ／ＤＣアダプタの任意のいずれかから電力を供給することが可能な携帯端末装置が消費電力の制御をする方法であって、
    前記電池ユニットと前記携帯端末装置を接続するステップと、
    前記電池ユニットが、前記ＡＣ／ＤＣアダプタが接続されたアダプタ接続状態で前記ＡＣ／ＤＣアダプタから前記携帯端末装置に電力を供給するステップと、
    前記携帯端末装置が、前記ＡＣ／ＤＣアダプタと前記電池ユニットのいずれが接続されたかを判断するステップと、
    前記携帯端末装置が、前記電池ユニットが接続されたと判断したときは前記電池ユニットの定格容量を認識して消費電力を制御するステップと
    を有する方法。
40. 前記電池ユニットが、前記ＡＣ／ＤＣアダプタが電力供給を停止した単独状態で前記電池ユニットに接続される複数の携帯端末装置の定格容量の中で最低の最低定格容量を前記携帯端末装置に表明するステップと、
    前記携帯端末装置が、前記最低定格容量を認識して消費電力の制御をするステップと
    を有する請求項３９に記載の方法。
41. 前記携帯端末装置が、前記電池ユニットが接続されたと判断したときは前記電池ユニットから前記２次電池の残容量および劣化情報を取得するステップを有する請求項３９または請求項４０に記載の方法。
42. 前記携帯端末装置は、前記残容量に基づいてパワー・マネジメントを実行する請求項４１に記載の方法。

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