JP2949005B2 - バッテリ式電子デバイス用装置 - Google Patents
バッテリ式電子デバイス用装置Info
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- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/46—Accumulators structurally combined with charging apparatus
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
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- G06F1/26—Power supply means, e.g. regulation thereof
- G06F1/32—Means for saving power
- G06F1/3203—Power management, i.e. event-based initiation of a power-saving mode
- G06F1/3234—Power saving characterised by the action undertaken
- G06F1/324—Power saving characterised by the action undertaken by lowering clock frequency
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- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
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- Secondary Cells (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はバッテリ式電子デバイス
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来の技術】可搬式デバイスの場合、異なる放電パタ
ーンを有する２種類のバッテリが一般的に使用される。
すなわち、緩放電特性を有する亜鉛炭素系バッテリと、
ニッケルカドミウム系バッテリである。後者のニッケル
カドミウム系バッテリは出力電圧が比較的安定してお
り、エネルギー消耗段階に達すると電圧レベルが急激に
低下することが知られている。
ーンを有する２種類のバッテリが一般的に使用される。
すなわち、緩放電特性を有する亜鉛炭素系バッテリと、
ニッケルカドミウム系バッテリである。後者のニッケル
カドミウム系バッテリは出力電圧が比較的安定してお
り、エネルギー消耗段階に達すると電圧レベルが急激に
低下することが知られている。
【０００３】これらバッテリの比較的一定な電圧属性
は、これらのバッテリが従来の、機能上一定の電圧入力
を必要とする非常に多数の回路を含む可搬式デバイスで
広範に使用されている主な理由のひとつである。この要
件のために、緩放電バッテリがこれら回路が必要とする
電圧入力よりも低い電圧レベルに達したとき、ニッケル
カドミウムバッテリでは、かなりの量のエネルギーがバ
ッテリ内に残存していたとしても、動作不能になる。
は、これらのバッテリが従来の、機能上一定の電圧入力
を必要とする非常に多数の回路を含む可搬式デバイスで
広範に使用されている主な理由のひとつである。この要
件のために、緩放電バッテリがこれら回路が必要とする
電圧入力よりも低い電圧レベルに達したとき、ニッケル
カドミウムバッテリでは、かなりの量のエネルギーがバ
ッテリ内に残存していたとしても、動作不能になる。
【０００４】しかし、緩放電型バッテリは、バッテリの
減退の警告を長期化できるという明確な効果を有する。
例えば、デバイス中の電圧センサにより発生させること
ができる警告は、一般的に、ユーザにバッテリの交換を
指示したり、あるいは、可搬式パーソナルコンピュータ
のデータ消滅のような、電力不足に起因する破局的な結
果を避ける為に現在の作業を即座に中止すべきことなど
を指示する。
減退の警告を長期化できるという明確な効果を有する。
例えば、デバイス中の電圧センサにより発生させること
ができる警告は、一般的に、ユーザにバッテリの交換を
指示したり、あるいは、可搬式パーソナルコンピュータ
のデータ消滅のような、電力不足に起因する破局的な結
果を避ける為に現在の作業を即座に中止すべきことなど
を指示する。
【０００５】これに対して、急速放電型バッテリでは、
電圧レベルがエネルギー消耗付近まで低下するので、バ
ッテリエネルギーを一層効率的に使用できる。しかし、
これらのバッテリで駆動されている可搬式デバイスのユ
ーザは切迫したバッテリ減退の警告とこのような減退の
発生との間に極短時間の猶予しか与えられない。
電圧レベルがエネルギー消耗付近まで低下するので、バ
ッテリエネルギーを一層効率的に使用できる。しかし、
これらのバッテリで駆動されている可搬式デバイスのユ
ーザは切迫したバッテリ減退の警告とこのような減退の
発生との間に極短時間の猶予しか与えられない。
【０００６】従って、本発明の目的は、バッテリの種類
に関係なく、バッテリの放電により電圧が低下しても、
長時間にわたって動作を継続することができるバッテリ
式電子デバイスを提供することである。
に関係なく、バッテリの放電により電圧が低下しても、
長時間にわたって動作を継続することができるバッテリ
式電子デバイスを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】大抵のクロック駆動、例
えば、プロセッサ系のバッテリ駆動可搬式デバイスは、
出力または内部状態のうちの一つが変化するときだけか
なりの程度まで電力を消費するＣＭＯＳ系ＩＣのような
タイプの集積回路（ＩＣ）を広範に使用する。
えば、プロセッサ系のバッテリ駆動可搬式デバイスは、
出力または内部状態のうちの一つが変化するときだけか
なりの程度まで電力を消費するＣＭＯＳ系ＩＣのような
タイプの集積回路（ＩＣ）を広範に使用する。
【０００８】本発明によれば、バッテリが新しいかまた
は完全充電されている場合、回路は公称速度で駆動す
る。しかし、バッテリの放電により電圧が低下するにつ
れて、回路の内部クロックまたはシステムクロックの周
波数も比例して低下する。システムクロックの低下周波
数によるプロセッサの低電力消費は、たとえ緩慢なペー
スであったとしても、回路の継続的な動作を可能にす
る。この動作継続時間は従来技術による場合よりも遥か
に長い時間である。従って、バッテリ電圧が低下するに
つれて、デバイス能力の緩やかな低下が起こり始める。
は完全充電されている場合、回路は公称速度で駆動す
る。しかし、バッテリの放電により電圧が低下するにつ
れて、回路の内部クロックまたはシステムクロックの周
波数も比例して低下する。システムクロックの低下周波
数によるプロセッサの低電力消費は、たとえ緩慢なペー
スであったとしても、回路の継続的な動作を可能にす
る。この動作継続時間は従来技術による場合よりも遥か
に長い時間である。従って、バッテリ電圧が低下するに
つれて、デバイス能力の緩やかな低下が起こり始める。
【０００９】本発明の好ましい実施例では、デバイス中
に含まれている電子部品を２種類の群に分類している。
すなわち、(a) 可変速度および一定または可変電圧で動
作できる部品類と、(b) 機能上、一定の電圧と一定の速
度を必要とする部品類である。第１の部品群の場合、バ
ッテリの電圧出力は、電圧制御方式オシレータのような
可変速度タイミング源に供給される。このクロック速度
はバッテリ電圧に比例する。従って、バッテリが放電
し、その結果、電圧が低下するにつれて、タイミング源
のクロック速度は所定の態様で正比例して低下する。
に含まれている電子部品を２種類の群に分類している。
すなわち、(a) 可変速度および一定または可変電圧で動
作できる部品類と、(b) 機能上、一定の電圧と一定の速
度を必要とする部品類である。第１の部品群の場合、バ
ッテリの電圧出力は、電圧制御方式オシレータのような
可変速度タイミング源に供給される。このクロック速度
はバッテリ電圧に比例する。従って、バッテリが放電
し、その結果、電圧が低下するにつれて、タイミング源
のクロック速度は所定の態様で正比例して低下する。
【００１０】タイミング源は可変速度部品に電気的に接
続されており、オシレータ周波数にこれらの部品のクロ
ック速度を指図させる。例えば、ＣＭＯＳ系プロセッサ
の場合、可変速度タイミング源からの制御された周波数
は、プロセッサの速度を予想可能な態様で低下させる。
従って、バッテリ電圧の低下によりタイミング源の周波
数が低下するにつれて、プロセッサの速度も比例して低
下し、その結果、電力消費量が低下し、緩慢ではあるが
デバイスは継続的に動作し続けることができる。
続されており、オシレータ周波数にこれらの部品のクロ
ック速度を指図させる。例えば、ＣＭＯＳ系プロセッサ
の場合、可変速度タイミング源からの制御された周波数
は、プロセッサの速度を予想可能な態様で低下させる。
従って、バッテリ電圧の低下によりタイミング源の周波
数が低下するにつれて、プロセッサの速度も比例して低
下し、その結果、電力消費量が低下し、緩慢ではあるが
デバイスは継続的に動作し続けることができる。
【００１１】本発明によれば、第２の部品群に付随する
機能および低システムクロック速度では動作しないか、
または、動作することが望ましくない機能は、電圧の低
下に応じて終了される。この終了機能は例えば、所定の
閾値以下の低バッテリ電圧またはシステムクロック周波
数を示す監視信号に応答して呼び出される。
機能および低システムクロック速度では動作しないか、
または、動作することが望ましくない機能は、電圧の低
下に応じて終了される。この終了機能は例えば、所定の
閾値以下の低バッテリ電圧またはシステムクロック周波
数を示す監視信号に応答して呼び出される。
【００１２】本発明の別の特徴は、電力のオン−オフ周
期のような電力管理機能により、バッテリからの低出力
電圧に応答して、固定電圧部品を駆動させることであ
る。
期のような電力管理機能により、バッテリからの低出力
電圧に応答して、固定電圧部品を駆動させることであ
る。
【００１３】
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明を更に詳細
に説明する。
に説明する。
【００１４】図１は本発明により配列構成されたバッテ
リ駆動式電子デバイスの回路の様々な部品類を示す。図
１において、回路に対する電力は、バッテリ１０１によ
り供給される。このバッテリ１０１は、例えば、亜鉛炭
素系バッテリまたはニッケルカドミウム系バッテリであ
る。完全充電されている場合、バッテリ１０１は、回路
の部品類に比較的一定の出力を配電する明確な属性を有
する。バッテリ１０１の出力は可変速度タイミング源１
０２へ供給される。
リ駆動式電子デバイスの回路の様々な部品類を示す。図
１において、回路に対する電力は、バッテリ１０１によ
り供給される。このバッテリ１０１は、例えば、亜鉛炭
素系バッテリまたはニッケルカドミウム系バッテリであ
る。完全充電されている場合、バッテリ１０１は、回路
の部品類に比較的一定の出力を配電する明確な属性を有
する。バッテリ１０１の出力は可変速度タイミング源１
０２へ供給される。
【００１５】可変速度タイミング源１０２は、レベルシ
フター１０３を介してタイプＩの回路１０５に、バッテ
リ電圧に比例する変動周波数の方形波信号を入力する。
可変速度タイミング源１０２は、例えば、電圧制御方式
オシレータを用いて実現される。可変速度タイミング源
１０２の構成の一例を下記に説明する。レベルシフター
１０３は、タイプＩ回路１０５と可変速度タイミング源
１０２との間の動作電圧レベル差を調和させる。
フター１０３を介してタイプＩの回路１０５に、バッテ
リ電圧に比例する変動周波数の方形波信号を入力する。
可変速度タイミング源１０２は、例えば、電圧制御方式
オシレータを用いて実現される。可変速度タイミング源
１０２の構成の一例を下記に説明する。レベルシフター
１０３は、タイプＩ回路１０５と可変速度タイミング源
１０２との間の動作電圧レベル差を調和させる。
【００１６】レベルシフター１０３は、例えば、ＲＣＡ
ＣＭＯＳインバータ４０６９のような個別部品を用い
て設計できる。レベルシフター１０３は、タイプＩ回路
１０５に接続されている。タイプＩ回路１０５は、(a)
電圧レベルの変動を許容することができない，(b) 様々
な速度で動作することができる，および(c) 出力または
内部状態のうちの一方が変化した場合にのみかなりの程
度まで電力が消費されることを特徴とする１個または複
数個の部品により構成されている。
ＣＭＯＳインバータ４０６９のような個別部品を用い
て設計できる。レベルシフター１０３は、タイプＩ回路
１０５に接続されている。タイプＩ回路１０５は、(a)
電圧レベルの変動を許容することができない，(b) 様々
な速度で動作することができる，および(c) 出力または
内部状態のうちの一方が変化した場合にのみかなりの程
度まで電力が消費されることを特徴とする１個または複
数個の部品により構成されている。
【００１７】タイプＩ回路１０５は、例えば、固定電圧
レベルを必要とするＣＭＯＳ系個別論理部品を用いて実
現することができる。タイプＩ回路１０５の固定電圧レ
ベル要件のために、バッテリ１０１の比較的一定な出力
からの電圧の微小なずれは、レギュレータ１０４によ
り、これら部品により必要とされる電圧レベルに調整さ
れる。このような微小なずれは、例えば、負荷条件、温
度変化またはバッテリ１０１の容量の消耗により生じ
る。
レベルを必要とするＣＭＯＳ系個別論理部品を用いて実
現することができる。タイプＩ回路１０５の固定電圧レ
ベル要件のために、バッテリ１０１の比較的一定な出力
からの電圧の微小なずれは、レギュレータ１０４によ
り、これら部品により必要とされる電圧レベルに調整さ
れる。このような微小なずれは、例えば、負荷条件、温
度変化またはバッテリ１０１の容量の消耗により生じ
る。
【００１８】レギュレータ１０４は、固定電圧部品より
必要とされる出力よりも高い電圧レベルだけを調整する
ように構成されている。従って、所望の出力レベルより
も低い電圧レベルがレギュレータ１０４を通過しても、
調整されない。レギュレータ１０４は、例えば、ナショ
ナル・セミコンダクター社から市販されている７８ＸＸ
シリーズレギュレータを用いて実現できる。
必要とされる出力よりも高い電圧レベルだけを調整する
ように構成されている。従って、所望の出力レベルより
も低い電圧レベルがレギュレータ１０４を通過しても、
調整されない。レギュレータ１０４は、例えば、ナショ
ナル・セミコンダクター社から市販されている７８ＸＸ
シリーズレギュレータを用いて実現できる。
【００１９】図１において、タイプＩ回路１０５のクロ
ック速度は、可変速度タイミング源１０２の周波数出力
により支配される。可変速度タイミング源１０２は、レ
ベルシフター１０３およびタイミングバス１１２を介し
てタイミング信号をタイプＩ回路１０５に入力する。従
って、タイプＩ回路１０５のクロック速度は、可変速度
タイミング源１０２により供給される周波数の減少関数
である。
ック速度は、可変速度タイミング源１０２の周波数出力
により支配される。可変速度タイミング源１０２は、レ
ベルシフター１０３およびタイミングバス１１２を介し
てタイミング信号をタイプＩ回路１０５に入力する。従
って、タイプＩ回路１０５のクロック速度は、可変速度
タイミング源１０２により供給される周波数の減少関数
である。
【００２０】バッテリ１０１が放電し、その電圧が低下
するにつれて、可変速度タイミング源１０２から得られ
る低下周波数は、タイプＩ回路１０５の部品の動作速度
を低下させる。これらの部品の速度が低くなるほど、電
力消費量も低下し、その結果、出力または内部状態が変
化した場合のみかなりの程度まで電力を消費するという
これら部品類の固有の特性の利点により、バッテリ１０
の寿命が延長される。“ラップトップ”パーソナルコン
ピュータ用のメモリーおよび中央演算処理装置（ＣＰ
Ｕ）がタイプＩ回路１０５を使用する代表的な電子部品
である。
するにつれて、可変速度タイミング源１０２から得られ
る低下周波数は、タイプＩ回路１０５の部品の動作速度
を低下させる。これらの部品の速度が低くなるほど、電
力消費量も低下し、その結果、出力または内部状態が変
化した場合のみかなりの程度まで電力を消費するという
これら部品類の固有の特性の利点により、バッテリ１０
の寿命が延長される。“ラップトップ”パーソナルコン
ピュータ用のメモリーおよび中央演算処理装置（ＣＰ
Ｕ）がタイプＩ回路１０５を使用する代表的な電子部品
である。
【００２１】タイプＩ回路１０５と対照的に、タイプＩ
Ｉ回路１１１は比較的一定の電圧の他に、一定速度も必
要とする。電力バス１０６はレギュレータ１０４から定
電圧をタイプＩＩ回路１１１に配電する。タイプＩＩ回
路１１１の動作速度は定速度タイミング源１０９により
制御される。定速度タイミング源１０９は、タイミング
信号バス１１０を介してタイプＩＩ回路１１１に固定周
波数を入力するオシレータである。
Ｉ回路１１１は比較的一定の電圧の他に、一定速度も必
要とする。電力バス１０６はレギュレータ１０４から定
電圧をタイプＩＩ回路１１１に配電する。タイプＩＩ回
路１１１の動作速度は定速度タイミング源１０９により
制御される。定速度タイミング源１０９は、タイミング
信号バス１１０を介してタイプＩＩ回路１１１に固定周
波数を入力するオシレータである。
【００２２】タイプＩ回路１０５は信号路１０７を介し
てタイプＩＩ回路１１１と通信する。この２種類の回路
間で交換される信号のタイプは低バッテリ電圧を示すタ
イプＩ回路１０５の低動作速度に応答して電力をオン−
オフする周期に対するコマンドなどである。例えば、
“ラップトップ”パーソナルコンピュータでは、低バッ
テリ電圧は、ハードディスク（タイプＩＩ回路）を指図
するプロセッサ（タイプＩ回路）により開始されるコマ
ンドを発生させ、電力を投入し、そして、ディスクアク
セスおよび更新機能（読み書き動作）中だけ回転させ
る。
てタイプＩＩ回路１１１と通信する。この２種類の回路
間で交換される信号のタイプは低バッテリ電圧を示すタ
イプＩ回路１０５の低動作速度に応答して電力をオン−
オフする周期に対するコマンドなどである。例えば、
“ラップトップ”パーソナルコンピュータでは、低バッ
テリ電圧は、ハードディスク（タイプＩＩ回路）を指図
するプロセッサ（タイプＩ回路）により開始されるコマ
ンドを発生させ、電力を投入し、そして、ディスクアク
セスおよび更新機能（読み書き動作）中だけ回転させ
る。
【００２３】データがハードディスクにアクセスされて
いない場合、電力は自動的に遮断される。この電力循環
技術は、バッテリ電圧が低下しているとき、タイプＩＩ
回路１１１の幾つかの部品の電力消費量を低下させる。
別法として、バッテリ１０１の電圧が所定の閾値に達し
た時点で、タイプＩＩ回路１１１に付属する非必須機能
または部品を遮断するかまたは停止させることもでき
る。
いない場合、電力は自動的に遮断される。この電力循環
技術は、バッテリ電圧が低下しているとき、タイプＩＩ
回路１１１の幾つかの部品の電力消費量を低下させる。
別法として、バッテリ１０１の電圧が所定の閾値に達し
た時点で、タイプＩＩ回路１１１に付属する非必須機能
または部品を遮断するかまたは停止させることもでき
る。
【００２４】図２は、(a) 可変速度で動作する可変電圧
部品類および(b) 定電圧を必要とし、定速度で動作する
部品類からなる回路構成を示す。図２は、回路のレイア
ウトおよびタイプＩ回路２０３の特性の点で図１と異な
る。バッテリ２０１，レベルシフター２０４，レギュレ
ータ２０６，タイプＩＩ回路２１１，可変速度タイミン
グ源２０２および定速度タイミング源２０９は図１の部
品と同一である。図２において、レギュレータ２０６
は、タイプＩＩ回路２１１および定速度タイミング源２
０９についてのみ、バッテリの比較的一定の出力（電力
バス２０５を介して受電する）からの逸脱を調整する。
部品類および(b) 定電圧を必要とし、定速度で動作する
部品類からなる回路構成を示す。図２は、回路のレイア
ウトおよびタイプＩ回路２０３の特性の点で図１と異な
る。バッテリ２０１，レベルシフター２０４，レギュレ
ータ２０６，タイプＩＩ回路２１１，可変速度タイミン
グ源２０２および定速度タイミング源２０９は図１の部
品と同一である。図２において、レギュレータ２０６
は、タイプＩＩ回路２１１および定速度タイミング源２
０９についてのみ、バッテリの比較的一定の出力（電力
バス２０５を介して受電する）からの逸脱を調整する。
【００２５】バッテリ２０１のエネルギー出力は、レギ
ュレータ２０６から電圧を全く補正することなく、タイ
プＩ回路２０３および可変速度タイミング源２０２に直
接供給される。従って、基本的に可変電圧条件下で動作
できる点で、タイプＩ回路２０３は図１のタイプＩ回路
１０５と異なる。従って、バッテリが放電し、その電圧
が低下するにつれて、可変速度タイミング源２０２およ
びタイプＩ回路２０３は、バッテリ２０１が供給する出
力電圧を全て受ける。
ュレータ２０６から電圧を全く補正することなく、タイ
プＩ回路２０３および可変速度タイミング源２０２に直
接供給される。従って、基本的に可変電圧条件下で動作
できる点で、タイプＩ回路２０３は図１のタイプＩ回路
１０５と異なる。従って、バッテリが放電し、その電圧
が低下するにつれて、可変速度タイミング源２０２およ
びタイプＩ回路２０３は、バッテリ２０１が供給する出
力電圧を全て受ける。
【００２６】タイプＩ回路２０３の動作速度は可変速度
タイミング源２０２から受信される周波数信号により指
図される。前記のように、可変タイミング源２０２によ
る周波数出力はバッテリ２０１の電圧に比例するので、
バッテリ２０１の電圧が低下するにつれて、低クロック
速度および低電圧によりタイプＩ回路２０３における電
力消費量は最小になる。本発明によれば、低電圧および
低速度では動作できないまたは動作が望ましくない、特
定の部品に付随する非必須的な機能を停止させる。
タイミング源２０２から受信される周波数信号により指
図される。前記のように、可変タイミング源２０２によ
る周波数出力はバッテリ２０１の電圧に比例するので、
バッテリ２０１の電圧が低下するにつれて、低クロック
速度および低電圧によりタイプＩ回路２０３における電
力消費量は最小になる。本発明によれば、低電圧および
低速度では動作できないまたは動作が望ましくない、特
定の部品に付随する非必須的な機能を停止させる。
【００２７】図１のタイプＩＩ回路１１１について既に
述べた電力節約技術は、タイプＩＩ回路２１１にも応用
可能である。同様に、バッテリ電圧が低下するにつれ
て、時間が絶対要件的な用途では、電力循環およびその
他の電力管理技術が効果的に使用できないシステムタイ
ミング機能が停止される。
述べた電力節約技術は、タイプＩＩ回路２１１にも応用
可能である。同様に、バッテリ電圧が低下するにつれ
て、時間が絶対要件的な用途では、電力循環およびその
他の電力管理技術が効果的に使用できないシステムタイ
ミング機能が停止される。
【００２８】図３は、図１および図２に示された可変速
度タイミング源の一例のブロック図である。タイミング
源は非線形制御ネットワーク３０２と電圧制御方式オシ
レータ３０３の２つの主要部品から構成されている。非
線形制御ネットワーク３０２は一連のダイオードおよび
抵抗器からなる受動回路である。これらダイオードおよ
び抵抗器は、その電圧出力がバッテリ１０１または２０
１から受ける入力電圧以下であるように配列されてい
る。非線形制御ネットワーク３０２の設計技術は例え
ば、ポール・キルリアン(Paul Chirlian) の”電子回
路：物理原理，分析および設計”，第７章，３８３〜３
８７頁（１９７１年マグローヒル社発行）に開示されて
いる。
度タイミング源の一例のブロック図である。タイミング
源は非線形制御ネットワーク３０２と電圧制御方式オシ
レータ３０３の２つの主要部品から構成されている。非
線形制御ネットワーク３０２は一連のダイオードおよび
抵抗器からなる受動回路である。これらダイオードおよ
び抵抗器は、その電圧出力がバッテリ１０１または２０
１から受ける入力電圧以下であるように配列されてい
る。非線形制御ネットワーク３０２の設計技術は例え
ば、ポール・キルリアン(Paul Chirlian) の”電子回
路：物理原理，分析および設計”，第７章，３８３〜３
８７頁（１９７１年マグローヒル社発行）に開示されて
いる。
【００２９】非線形制御ネットワーク３０２によりもた
らされる明確な特徴の一つは、ダイオードおよび抵抗器
の配列の柔軟性である。これによれば、所望の電圧出力
をバッテリ１０１（２０１）から受ける若干の電圧入力
に基づいて得ることができる。例えば、非線形制御ネッ
トワーク３０２は、バッテリ１０１または２０１の標準
電圧入力が２０％低下した場合、非線形制御ネットワー
ク３０２の電圧出力を５０％まで低下させることができ
る。
らされる明確な特徴の一つは、ダイオードおよび抵抗器
の配列の柔軟性である。これによれば、所望の電圧出力
をバッテリ１０１（２０１）から受ける若干の電圧入力
に基づいて得ることができる。例えば、非線形制御ネッ
トワーク３０２は、バッテリ１０１または２０１の標準
電圧入力が２０％低下した場合、非線形制御ネットワー
ク３０２の電圧出力を５０％まで低下させることができ
る。
【００３０】非線形制御ネットワーク３０２の電圧出力
は電圧制御方式オシレータ３０３の制御リードに供給さ
れる。電圧制御方式オシレータ３０３も電力リードを有
する。電圧制御方式オシレータ３０３は電力ライン３０
４を介してバッテリ１０１または２０１から電力を直接
受ける。電圧制御方式オシレータ３０３は方形波を発生
する。この方形波の周波数は非線形制御ネットワーク３
０２からその制御リードで受ける電圧の関数である。電
圧制御方式オシレータ３０３で発生された方形波信号は
タイプＩ回路１０５または２０３に通される。電圧制御
方式オシレータ３０３は例えば、テキサスインスツルメ
ント４０４４オシレータを用いて実現できる。
は電圧制御方式オシレータ３０３の制御リードに供給さ
れる。電圧制御方式オシレータ３０３も電力リードを有
する。電圧制御方式オシレータ３０３は電力ライン３０
４を介してバッテリ１０１または２０１から電力を直接
受ける。電圧制御方式オシレータ３０３は方形波を発生
する。この方形波の周波数は非線形制御ネットワーク３
０２からその制御リードで受ける電圧の関数である。電
圧制御方式オシレータ３０３で発生された方形波信号は
タイプＩ回路１０５または２０３に通される。電圧制御
方式オシレータ３０３は例えば、テキサスインスツルメ
ント４０４４オシレータを用いて実現できる。
【００３１】図４は可変速度タイミング源１０２または
２０２の別の実施例のブロック図である。可変速度タイ
ミング源１０２または２０２について図４に示された回
路はＣＭＯＳ系インバータ４０１，４０２および４０３
とバッファ４０５を直列状態に電気的に接続することに
より形成される。図４では説明のために３個のインバー
タしか図示されていないが、奇数個（３個以上）のＣＭ
ＯＳ系インバータ（例えば、ＲＣＡ社から市販されてい
る４０６９インバータ）を可変速度タイミング源回路で
使用できる。
２０２の別の実施例のブロック図である。可変速度タイ
ミング源１０２または２０２について図４に示された回
路はＣＭＯＳ系インバータ４０１，４０２および４０３
とバッファ４０５を直列状態に電気的に接続することに
より形成される。図４では説明のために３個のインバー
タしか図示されていないが、奇数個（３個以上）のＣＭ
ＯＳ系インバータ（例えば、ＲＣＡ社から市販されてい
る４０６９インバータ）を可変速度タイミング源回路で
使用できる。
【００３２】その名称が示すように、インバータの機能
は受信信号を、例えば、“１”入力を“０”出力へ、ま
たは“０”入力を“１”出力へ変更または逆にすること
である。例えば、“１”入力は図１のバッテリ１０１の
ような電源から受ける所定の電圧レベルを示す。奇数個
のインバータの選択および最後のインバータ４０３を最
初のインバータ４０１に接続するケーブル４０４により
形成される帰還ループはバッファ４０５に供給される周
波数出力を供給するように機能する。
は受信信号を、例えば、“１”入力を“０”出力へ、ま
たは“０”入力を“１”出力へ変更または逆にすること
である。例えば、“１”入力は図１のバッテリ１０１の
ような電源から受ける所定の電圧レベルを示す。奇数個
のインバータの選択および最後のインバータ４０３を最
初のインバータ４０１に接続するケーブル４０４により
形成される帰還ループはバッファ４０５に供給される周
波数出力を供給するように機能する。
【００３３】ＣＭＯＳ系インバータにおける伝搬遅延は
給電電圧の低下につれて増大することは当業者に周知で
ある。従って、回路全体の伝搬遅延は電源（バッテリ１
０１または２０１）の電圧が低下するにつれて増大し、
その結果、図５の特性図に示されるように、可変タイミ
ング源の周波数が低下する。バッファ４０５は、ＣＭＯ
Ｓ４０６９インバータのようなＣＭＯＳ系インバータで
あり、回路内におけるその役割は、接続されているイン
バータ４０１，４０２および４０３により発生された受
信正弦波を図１のタイプＩ回路１０５または図２のタイ
プＩ回路２０３へ入力すべき論理信号またはクロックパ
ルスに変換することである。
給電電圧の低下につれて増大することは当業者に周知で
ある。従って、回路全体の伝搬遅延は電源（バッテリ１
０１または２０１）の電圧が低下するにつれて増大し、
その結果、図５の特性図に示されるように、可変タイミ
ング源の周波数が低下する。バッファ４０５は、ＣＭＯ
Ｓ４０６９インバータのようなＣＭＯＳ系インバータで
あり、回路内におけるその役割は、接続されているイン
バータ４０１，４０２および４０３により発生された受
信正弦波を図１のタイプＩ回路１０５または図２のタイ
プＩ回路２０３へ入力すべき論理信号またはクロックパ
ルスに変換することである。
【００３４】バッファ４０５は帰還路を有しないので、
帰還路４０４により接続されたインバータ４０１，４０
２および４０３により発生された正弦波と対照的に、方
形波を発生することができる。
帰還路４０４により接続されたインバータ４０１，４０
２および４０３により発生された正弦波と対照的に、方
形波を発生することができる。
【００３５】図４の可変速度タイミング源は、おそらく
本発明の利点を実現するための最も簡単な構成である。
しかし、図３に示された可変速度タイミング源は、特別
な回路または用途の特定の要求および動作特性を満たす
“電力消費量対システム性能”の二律背反を処理する能
力を回路およびシステム設計者に与える。
本発明の利点を実現するための最も簡単な構成である。
しかし、図３に示された可変速度タイミング源は、特別
な回路または用途の特定の要求および動作特性を満たす
“電力消費量対システム性能”の二律背反を処理する能
力を回路およびシステム設計者に与える。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
バッテリが新しいかまたは完全充電されている場合、回
路は全速（公称速度）で駆動する。しかし、バッテリの
放電により電圧が低下するにつれて、回路の内部クロッ
クまたはシステムクロックの周波数も比例して低下す
る。システムクロックの低下周波数によるプロセッサの
低電力消費はたとえ緩慢なペースであったとしても、回
路の継続的な動作を可能にする。この動作継続時間は従
来技術による場合よりも遥かに長い時間である。従っ
て、バッテリ電圧が低下するにつれて、デバイス能力の
緩やかな低下が起こり始める。
バッテリが新しいかまたは完全充電されている場合、回
路は全速（公称速度）で駆動する。しかし、バッテリの
放電により電圧が低下するにつれて、回路の内部クロッ
クまたはシステムクロックの周波数も比例して低下す
る。システムクロックの低下周波数によるプロセッサの
低電力消費はたとえ緩慢なペースであったとしても、回
路の継続的な動作を可能にする。この動作継続時間は従
来技術による場合よりも遥かに長い時間である。従っ
て、バッテリ電圧が低下するにつれて、デバイス能力の
緩やかな低下が起こり始める。
【００３７】本発明によれば、デバイス中に含まれてい
る電子部品を(a) 可変速度および一定または可変電圧で
動作できる部品類と、(b) 機能上、一定の電圧と一定の
速度を必要とする部品類に分類し、(a) の部品群の場
合、バッテリの電圧出力は、電圧制御方式オシレータの
ような可変速度タイミング源に供給される。このクロッ
ク速度はバッテリ電圧に比例する。従って、バッテリが
放電し、その結果、電圧が低下するにつれて、タイミン
グ源のクロック速度は所定の態様で正比例して低下す
る。タイミング源は可変速度部品に電気的に接続されて
おり、オシレータ周波数にこれらの部品のクロック速度
を指図させる。例えば、ＣＭＯＳ系プロセッサの場合、
可変速度タイミング源からの制御された周波数は、プロ
セッサの速度を予想可能な態様で低下させる。従って、
バッテリ電圧の低下によりタイミング源の周波数が低下
するにつれて、プロセッサの速度も比例して低下し、そ
の結果、電力消費量が低下し、緩慢ではあるがデバイス
は継続的に動作し続けることができる。尚、特許請求の
範囲に記載した参照番号は、発明の容易なる理解の為の
もので、その権利解釈に影響を与えるものではないと理
解されたい。
る電子部品を(a) 可変速度および一定または可変電圧で
動作できる部品類と、(b) 機能上、一定の電圧と一定の
速度を必要とする部品類に分類し、(a) の部品群の場
合、バッテリの電圧出力は、電圧制御方式オシレータの
ような可変速度タイミング源に供給される。このクロッ
ク速度はバッテリ電圧に比例する。従って、バッテリが
放電し、その結果、電圧が低下するにつれて、タイミン
グ源のクロック速度は所定の態様で正比例して低下す
る。タイミング源は可変速度部品に電気的に接続されて
おり、オシレータ周波数にこれらの部品のクロック速度
を指図させる。例えば、ＣＭＯＳ系プロセッサの場合、
可変速度タイミング源からの制御された周波数は、プロ
セッサの速度を予想可能な態様で低下させる。従って、
バッテリ電圧の低下によりタイミング源の周波数が低下
するにつれて、プロセッサの速度も比例して低下し、そ
の結果、電力消費量が低下し、緩慢ではあるがデバイス
は継続的に動作し続けることができる。尚、特許請求の
範囲に記載した参照番号は、発明の容易なる理解の為の
もので、その権利解釈に影響を与えるものではないと理
解されたい。
【図１】(a) 一定の電圧レベルを必要とするが可変速度
で動作できる部品類，および(b) 定電圧を必要とし、定
速度で動作する部品類からなるバッテリ式電子デバイス
の一例の回路を示すブロック図である。
で動作できる部品類，および(b) 定電圧を必要とし、定
速度で動作する部品類からなるバッテリ式電子デバイス
の一例の回路を示すブロック図である。
【図２】(a) 可変速度で動作する可変電圧部品類および
(b) 定電圧を必要とし定速度で動作する部品類からなる
バッテリ式電子デバイスの一例の回路を示すブロック図
である。
(b) 定電圧を必要とし定速度で動作する部品類からなる
バッテリ式電子デバイスの一例の回路を示すブロック図
である。
【図３】低下したバッテリ電圧に応答して比例的に低下
した周波数を出力する、本発明により配列された可変速
度タイミング源の一例のブロック図である。
した周波数を出力する、本発明により配列された可変速
度タイミング源の一例のブロック図である。
【図４】可変速度タイミング源の別の例のブロック図で
ある。
ある。
【図５】電圧の関数として、可変タイミング源の出力を
示す特性図である。
示す特性図である。
１０１，２０１ バッテリ １０２，２０２ 可変速度タイミング源 １０３，２０４ レベルシフター １０４，２０６ レギュレータ １０５，２０３ タイプＩ回路 １０６ 電力バス １０７ 信号路 １０９，２０９ 定速度タイミング源 １１１，２１１ タイプＩＩ回路 １１２ タイミングバス ３０２ 非線形制御ネットワーク ３０３ 電圧制御方式オシレータ ３０４ 電力ライン ４０１，４０２，４０３ インバータ ４０５ バッファ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−105629（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−138356（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−241403（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−269711（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−96810（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G06F 1/26 G06F 1/28 G06F 1/04
Claims (2)
- 【請求項１】 バッテリから電圧入力を受け、該バッテ
リ電圧入力に比例する関数である周波数でタイミング信
号を発生する可変速度タイミング源と、 クロック速度の関数として電力を消費する複数個の部品
を有する回路と、 前記回路のクロック速度を決定するために前記回路に前
記タイミング信号を出力する手段とからなり、 前記回路のクロック速度が小さい場合に、前記回路の少
なくとも１個の部品への電力供給をオンオフ循環させる
ことにより、前記バッテリ電圧が低下したときに、電力
消費量を低下させ、前記バッテリの寿命を延ばすことを
特徴とするバッテリ式電子デバイス用装置。 - 【請求項２】 可変クロック速度で動作し、電力消費量
がクロック速度の関数である第１の部品群と、 定クロック速度で動作する第２の部品群と、 バッテリから電圧入力を直接受け、該バッテリ電圧入力
に比例する関数である周波数でタイミング信号を発生す
る可変速度タイミング源と、 前記第１の部品群のクロック速度を低下させることによ
り電力消費量を低下させるために、前記第１の部品群に
前記タイミング信号を出力する手段と、 前記タイミング信号により表される低バッテリ電圧を示
す前記第２の部品群からの信号に応じて、前記第２の部
品群への電力供給をオンオフ循環させる手段とからなる
ことを特徴とするバッテリ式電子デバイス用装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US87493592A | 1992-04-28 | 1992-04-28 | |
| US874935 | 1992-04-28 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06138983A JPH06138983A (ja) | 1994-05-20 |
| JP2949005B2 true JP2949005B2 (ja) | 1999-09-13 |
Family
ID=25364895
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5109755A Expired - Lifetime JP2949005B2 (ja) | 1992-04-28 | 1993-04-14 | バッテリ式電子デバイス用装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0568237B1 (ja) |
| JP (1) | JP2949005B2 (ja) |
| KR (1) | KR100232783B1 (ja) |
| CA (1) | CA2093044C (ja) |
| DE (1) | DE69331482T2 (ja) |
| TW (1) | TW249306B (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7100061B2 (en) | 2000-01-18 | 2006-08-29 | Transmeta Corporation | Adaptive power control |
| DE10004922A1 (de) * | 2000-02-04 | 2001-08-09 | Giesecke & Devrient Gmbh | Transponder, insbesondere für eine kontaktlose Chipkarte |
| WO2004049147A1 (ja) * | 2002-11-25 | 2004-06-10 | Fujitsu Limited | 省電力制御システムおよび省電力制御方法 |
| CN108429312B (zh) * | 2018-03-28 | 2021-03-09 | 北京小米移动软件有限公司 | 充电控制方法及装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5574618A (en) * | 1978-11-29 | 1980-06-05 | Nippon Denso Co Ltd | Operating frequency selector for digital computer |
| JPS61138356A (ja) * | 1984-12-10 | 1986-06-25 | Nippon Denso Co Ltd | １チツプマイクロコントロ−ラ |
| JPS61105629A (ja) * | 1984-10-29 | 1986-05-23 | Fujitsu Ltd | クロツク制御方式 |
| US5021679A (en) * | 1989-06-30 | 1991-06-04 | Poqet Computer Corporation | Power supply and oscillator for a computer system providing automatic selection of supply voltage and frequency |
| FR2649506A1 (fr) * | 1989-07-07 | 1991-01-11 | Sgs Thomson Microelectronics | Circuit integre avec horloge a frequence variable |
| JPH03241403A (ja) * | 1990-02-20 | 1991-10-28 | Canon Inc | 電子機器 |
| JPH03269711A (ja) * | 1990-03-20 | 1991-12-02 | Seiko Epson Corp | バックアップ型コンピュータ装置 |
| JPH0496810A (ja) * | 1990-08-13 | 1992-03-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 情報端末装置 |
-
1993
- 1993-03-31 CA CA002093044A patent/CA2093044C/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-03-31 TW TW082102392A patent/TW249306B/zh not_active IP Right Cessation
- 1993-04-14 JP JP5109755A patent/JP2949005B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1993-04-20 EP EP93303022A patent/EP0568237B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-04-20 DE DE69331482T patent/DE69331482T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1993-04-26 KR KR1019930006957A patent/KR100232783B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR930022668A (ko) | 1993-11-24 |
| DE69331482D1 (de) | 2002-03-14 |
| DE69331482T2 (de) | 2002-08-08 |
| JPH06138983A (ja) | 1994-05-20 |
| CA2093044C (en) | 1999-03-23 |
| EP0568237A1 (en) | 1993-11-03 |
| TW249306B (ja) | 1995-06-11 |
| CA2093044A1 (en) | 1993-10-29 |
| EP0568237B1 (en) | 2002-01-23 |
| KR100232783B1 (ko) | 1999-12-01 |
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