JPH103329A - バッテリ・パック及びバッテリ・パックを備えたコンピュータ・システム - Google Patents

バッテリ・パック及びバッテリ・パックを備えたコンピュータ・システム

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JPH103329A
JPH103329A JP9049206A JP4920697A JPH103329A JP H103329 A JPH103329 A JP H103329A JP 9049206 A JP9049206 A JP 9049206A JP 4920697 A JP4920697 A JP 4920697A JP H103329 A JPH103329 A JP H103329A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 多数のバッテリ・パックB,B’から選択的
にコンピュータ・システムCに電力を供給する場合、1
つのバッテリ・パックのみが供給することを確実にす
る。 【解決手段】バッテリ・パックBが電力供給用として選
択されると、該パックのバッテリ・マイクロコントロー
ラ100に対してマスタ・バッテリ信号MSTR BAT
がMSIO 110から供給され、それにより該パック
Bからシステムへの電力供給が許可される。電力供給中
にパックBに異常が生じると、データ線SDAを介して
MSIOにそれが通知され、それにより、MSIOは、
パックBからの電力供給を遮断して別のバッテリ・パッ
クB’をマスタ・バッテリとするために、パックBへの
マスタ・バッテリ信号を無効化し、かつパックB’へマ
スタ・バッテリ信号を供給する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、着脱可能な電力用
バッテリ・パックを用いるコンピュータ・システムに関
し、更に詳細には、効率的に1つのバッテリ・パックを
マスタ・バッテリ・パックとして指定する回路に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】コンピュータは、従来の交流電力が入手
できない場所でもしばしば必要とされることがあり、通
常、再充電可能なバッテリが代替用の電源として用いら
れる。その例には、ニッケルを基本としたバッテリ、お
よびリチウム・イオン・バッテリが含まれる。これらの
バッテリは、携帯用コンピュータ・システムに数時間の
間電力を供給することができる。バッテリ・セルはバッ
テリ・パック内に内蔵され、通常、バッテリ・セルは直
列に配列されている。なお、場合によっては、各バッテ
リ・パックが2つ以上のセルを並列に含むこともある。
通常、バッテリ・パックは、外部充電器において、また
はホスト・コンピュータ・システムの電源によって、再
充電される。
【0003】リチウム・イオン・バッテリの基本的要件
の1つに、これらバッテリの充電および放電がある制御
下で行われる、ということがある。この要件は主に、不
適切に充電または放電が行われると、リチウム・バッテ
リには爆発する潜在的可能性があるからである。バッテ
リ・パック製造者は一般に、電池の充電および放電を阻
止することができる1対の電界効果トランジスタ(FE
T)を備えさせることによって、安全層(layer
of safety)を追加している。
【0004】さらに加えて、バッテリ・パックの中にセ
ンサ回路を一体化し、各リチウム・イオン・セルの電圧
を監視し、燃料(fuel)調節を行う場合もある。燃
料調節は、有用な電荷がバッテリ内にどれだけ残ってい
るかを判定するプロセスであり、通常クーロン計数(C
oulomb counting)によって行われる。
端子セル電圧は、少なくとも4つの異なるセル状態を示
す。1つの状態では、セルは適正に充電されており、コ
ンピュータ・システムに電力を供給可能である。他の1
つの状態では、セルは過剰に放電されている。ニッケル
を基本とするセルまたはリチウム・イオン・セルが過剰
に放電されると、端子セル電圧は過剰放電最小電圧に低
下し、セルは再充電が不可能で通常廃棄する必要がある
ことを示している。セルの更に他の状態は、過剰放電最
小電圧よりも僅かに高い電圧であって、セルが放電され
ているが再充電可能であることを示す。セルの第4の状
態は、端子電圧が最大電圧を超過するときに生じ、過充
電セルを示す。
【0005】「インテリジェント」バッテリ・パックと
して知られているものにおいては、パック内のセンサ回
路が、セル電圧情報をバッテリ・マイクロコントローラ
に提供する。一方、マイクロコントローラはバッテリ・
パックを充電する必要があるか、放電可能か、または破
棄する必要があるか、について判定を行う。このタイプ
のバッテリ・パックは、充電スイッチおよび放電スイッ
チも含む。これらはマイクロコントローラによって制御
され、セルの状態に応じて、バッテリ・パックの充電お
よび放電を許可または禁止する。
【0006】再充電可能バッテリは、限られた耐用サイ
クル時間を有し、かつ放電サイクル時間は通常、日単位
ではなく時間単位で測定される。この問題に対処するた
めに、コンピュータ製造者は、携帯用コンピュータ・シ
ステムに多数のバッテリ・パックを内蔵し始めている。
多数のバッテリ・パックを用いることにより、ユーザは
より長い時間、携帯移動する環境に留まることができる
ようになる。また、多数のバッテリ・パックは、ある量
の電源冗長度も提供する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、多数の
バッテリ・パックの使用には、設計上の問題が存在す
る。2つ以上のパックを同時にアクティブ状態(活性状
態)とする場合、これらパック間の充電レベルの相違に
よって、一方のパックから他方に電流が流れる可能性が
ある。このような「バック充電(back charg
ing)」は、バッテリ・パックに悪影響を及ぼすもの
である。この問題およびその他の問題を解決するため
に、いずれの時間においても一方のバッテリ(「マスタ
・バッテリ・パック」)のみがシステムに電力を供給す
ることを保証する回路を、ホスト・コンピュータまたは
バッテリ・パック自体のいずれかに内蔵しなければなら
ない。このためのバッテリ・パック「調停」回路(ba
ttery pack arbiration cir
cuitry)により、不所望の構成要素コストおよび
サイズをコンピュータ・システムに付加することにな
る。コストおよびサイズは双方共、携帯用コンピュータ
市場では、特に関心が高い領域である。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、端的に言え
ば、多数のバッテリ・パックを内蔵可能なコンピュータ
・システムに電力を供給するマスタ・バッテリ・パック
を選択する回路に関する。即ち、双方向マスタ・バッテ
リ信号を、各実装バッテリ・パックのマイクロコントロ
ーラ、およびホスト・システム内に内蔵されている調停
回路に供給する。この信号を用いて、システム内のどの
バッテリが電力を供給しているのか、即ち、マスタ・バ
ッテリなのかを示す。マスタとして選択されたバッテリ
・パックはマスタ・バッテリ信号をアサートし、一方、
他の全バッテリは、この信号を監視し、デアサートされ
るのを待つ。マスタ・バッテリ信号のデアサートは、マ
スタ・バッテリ・パックが除去されたことを示す。
【0009】マスタ・バッテリ信号は、コンピュータ・
システム内の各バッテリ・パック間の直列バス・インタ
ーフェースと共に動作する。好適実施例では、この直列
バスは標準I2C−バス仕様に準拠している。実装され
ている各バッテリ・パックの充電状態およびその他の情
報は、各バッテリ・パックのマイクロコントローラか
ら、ホスト・システムに内蔵されているマスタ・バッテ
リ選択回路に伝達される。以前のバッテリ・パックの場
合のように、バッテリ状態(ステータス)情報は、バッ
テリ・セルおよび各パックのマイクロコントローラに結
合されているセンサ回路によって供給される。センサ回
路は、不足電圧、過剰電圧、過剰電流、および過剰放電
電流状態について、バッテリを監視する。バッテリのマ
イクロコントローラは、制御論理回路を通じて、充電お
よび放電スイッチの制御端子に結合され、これによっ
て、マイクロコントローラは、バッテリ・パックに充電
される電荷またはバッテリ・パックから放電される電荷
を制御することができる。
【0010】本発明の一実施例では、システム内で他に
バッテリ・パックがマスタ・バッテリ・パックとして現
在選択されていないときに、バッテリ・パックが新たに
実装されると、マスタ・バッテリ信号がデアサートされ
る。マスタ・バッテリ信号のデアサートにより、内部バ
ッテリ放電スイッチが閉じ、バッテリがコンピュータ・
システムに電力を供給できるようになると共に、バッテ
リ・パックのマイクロコントローラに割り込みが発生す
る。バッテリ・パックの充電状態および他の基準に基づ
いて、このバッテリがシステムに電力を現在供給してい
る給元であると判断した場合、直列バス・インターフェ
ースを通じてメッセージを返し、新たに実装されたバッ
テリ・パックが今では新しいマスタであることを知らせ
る。次に、このバッテリ・パックはマスタ・バッテリ信
号をアサートする。マスタ・バッテリ信号がアサートさ
れると、他のすべてのバッテリ・パック内の放電スイッ
チが開放される。次に、マスタ・バッテリ・パックはそ
れ自体の充電スイッチを閉じ、より効率的にコンピュー
タ・システムに電力を供給できるようにする。
【0011】マスタとして選択されているバッテリ・パ
ックがシステムから除去された場合、または供給源電流
(sourcing current)以外の電流を受
け始めた場合、マスタ・バッテリ信号はデアサートされ
る。マスタ・バッテリ信号のデアサートにより、残りの
バッテリ・パックはすべて、放電スイッチが閉成される
ことになる。次に、ホスト・コンピュータは、残りのい
ずれかのバッテリ・パックのどれがマスタ・バッテリ・
ラインの指揮を取るべきかを決定し、選択したパック
に、マスタ・バッテリ信号をアサートし、マスタ・バッ
テリとなるように命令する。マスタ・バッテリ信号およ
び直列インターフェースの使用により、バッテリ・パッ
クの安全用FETを調停プロセスの一部とすることがで
きる。したがって、本発明は、マスタ・バッテリ・パッ
クを選択するために必要な回路量の減少、および必要と
されるメッセージの受け渡し量の減少を図ることができ
る。
【0012】
【発明の実施の形態】これより図面を参照する。図1
は、ホスト・コンピュータ・システムCに挿入されたバ
ッテリ・パックBのブロック図である。ここに開示する
実施例では、ホスト・コンピュータCは、バッテリ・パ
ックBからの電力を受けることも、これに電力を供給す
ることも可能である。VBATT+およびVBATT−
端子は、それぞれバッテリ・パックBの正端子および負
端子であり、これらを通じて、ホスト・コンピュータ・
システムCに電力を供給し、ホスト・コンピュータ・シ
ステムCから電力を受け取る。図1には1対の実装バッ
テリ・パックB,B’を示すが、本発明の好適実施例
は、同様のまたは同一の回路を内蔵したバッテリ・パッ
クの実装数の拡大にも対応する能力を有している。
【0013】まず、バッテリ・パックBに言及すると、
該バッテリ・パックはバッテリ・マイクロコントローラ
100を含んでおり、これによりバッテリ・セル102
の充電および放電を制御する管理機能を提供する。CH
ARG_EQ信号、TRICKLE_EQ信号、DISC
HG_EN信号、およびDISCHG_EG信号が、バッ
テリ・マイクロコントローラ100によって制御論理回
路ブロック104に供給される。これらの信号は、切替
回路106(図5)の様々な要素に制御信号を発生する
際に、制御論理回路ブロック104(図2に詳細を示
す)によって用いられる。即ち、制御論理回路ブロック
104は、CHARGE信号、TRICKLE信号、お
よびDISCHARGE信号を、切替回路106に供給
する。制御論理回路ブロック104および切替回路10
6は、バッテリ・セル102への電荷の充電及びバッテ
リ・セルからの電荷の放電を禁止または許可する回路を
構成する。CHARGE信号、TRICKLE信号、お
よびDISCHARGE信号は、バッテリ・セル102
の充電、バッテリ・セル102の細流充電(trick
le charging)、およびバッテリ・セル10
2の放電をそれぞれ制御する。これら3つの制御信号の
1つをアサートすることにより、その機能を実行可能に
する。他の信号および回路は、明確化のために省略して
ある。
【0014】切替回路106は、バッテリ・セル102
の正端子「+」に接続されている。好適実施例では、バ
ッテリ・パックBのバッテリ・セル102は、2つの並
列なリチウム・イオン・セルからなる4つの直列バンク
で構成されているが、他の様々な構成も考えられる。図
5に関連して以下で述べるが、切替回路ブロック106
内の種々のトランジスタが、バッテリ・セル102の充
電および放電を制御する。
【0015】切替回路106は、バッテリ・セル102
が供給する電圧VBATT+、およびバッテリ・パック
Bに対して流入および流出する電流を制御するために用
いられる。好適実施例では、VBATT+およびVBA
TT−接点は双方とも、4アンペアの連続負荷を供給す
ることができる。加えて、充電電圧または充電電流が制
御線を通じての有効なハンドシェーキングが行われずに
印加されているとバッテリ・パックが判断した場合、こ
れら2つの電力接点は使用が禁止される。また、切替回
路106は、電圧レギュレータ120の未調整電圧入力
INにも接続されている。電圧レギュレータ120の出
力は、+5ボルトの供給電圧を供給する。
【0016】図1には監視回路108も示されており、
バッテリ・セル102の「+」端子および「−」端子に
接続されている。監視回路は、バッテリ・セル102の
状態(ステータス)に関する情報をバッテリ・マイクロ
コントローラ100に提供する。監視回路108によっ
て与えられる機能は、バッテリ・セルの過剰電圧の監
視、セルの不足電圧の監視、過剰放電電流の監視、およ
び過剰充電電流の監視を含むが、必ずしもこれらに限定
されるものではない。
【0017】次に、図1のホスト・コンピュータCの部
分の説明に移る。多機能携帯超入出力チップMSIO
(multi−function mobile su
perinput/output chip)110が
好適実施例では含まれている。MSIO 100は、種
々の処理および制御機能を備えており、標準IC−バ
スおよびマスタ・バッテリ信号MSTR_BATによっ
て、バッテリ・マイクロコントローラ100と通信を行
う。相互集積回路(IC:inter−integra
ted circuit)バス即ちI2C−バスは、効
率的な相互IC制御のための単純な双方向二線バスであ
る。I2C−バスの詳細は、Phillips Sem
iconductorsが1992年1月に発行した”
TheI2C−Bus and How to Use
It(仕様書を含む)”に開示されている。
【0018】端的に言えば、I2C−バスは、2本の
線、即ち、直列クロック線(SCL)と直列データ線
(SDA)とで構成されている。これらの線は各々双方
向である。SCL線は、IC−バスを通じて行われる
データ転送のためにクロック信号を供給する。この信号
の論理レベルはVBATT−を基準とする。これは、全
実装バッテリ・パックBに共通である。SDA線は、I
2C−バスを通じて行われるデータ転送のためのデータ
線である。この場合も、この信号の論理レベルはVBA
TT−を基準とする。第2の実装バッテリ・パックB’
によって例示されるように、追加バッテリ・パックがあ
れば、そのバッテリ・マイクロコントローラ100も、
2C−バスを通じてMSIO 110に結合される。典
型的に、高電圧スパイクに対する保護のために、値が小
さい直列抵抗(図示せず)が各素子の接続部に設けられ
る。
【0019】I2C−バスに接続されている各素子が、
いずれかの実装バッテリ・パックBのMSIO 110
であるか、あるいはバッテリ・マイクロコントローラ1
00であるかは、固有のアドレスによって認識される。
MSIO 110およびバッテリ・コントローラは双方
とも、オンチップ・インターフェースを内蔵しており、
これによって、I2C−バスを通じて互いに直接通信が
可能となっている。I2C−バスを通じた通信に関する
これ以上の詳細については、図3に関連して以下で説明
する。I2C−バスをマスタ・バッテリ信号MSTR_B
ATと協同して用いることにより、効率的なバッテリ管
理に必要なインターフェース信号の数を減らすことがで
きる。”BATTERY PACK WAKEUP”と
題し、1995年12月15日に出願された、同時係属
中の米国特許出願第08/573,296号は、ニッケ
ルを基本としたバッテリ・パックおよびリチウム・イオ
ン・バッテリ・パック、ならびに直列バスを通じた通信
の様々な態様を示している。この出願は、この言及によ
り本願にも含まれているものとする。
【0020】ホスト・コンピュータCに抵抗116も含
まれており、アナログ信号であるPACK_ID信号の
発生を助ける。PACK_ID信号は、コンピュータ・
システムC内のいずれかの実装バッテリ・パックの物理
的位置を定義するために用いられる。コンピュータ・シ
ステムC内の各バッテリ・スロットは、この信号を、多
少オーム値が異なる抵抗116に結合する(明確にする
ために、このような抵抗は1つのみを図示する)バッテ
リ・パックBをホスト・コンピュータCに実装すると、
抵抗116の一端は接地基準とされ、他端は抵抗118
を介してバッテリ・マイクロコントローラ100に結合
される。抵抗116、118は分圧器を形成し、共通ノ
ードに現れる信号(PACK_ID信号)は、2つの抵
抗の値によって変化する。抵抗116の値が異なるの
で、PACK_ID信号の電圧レベルは各実装バッテリ
・パック毎に異なる。各電圧レベルは、コンピュータ・
システムC内の固有のスロット位置を表わすことにな
る。
【0021】PACK_ID信号は監視回路108に供
給される。ここに開示する実施例では、バッテリ・マイ
クロコントローラ100は、監視回路108からのPA
CK_ID信号の電圧レベルがデジタル表現であること
を必要とする。次いで、バッテリ・マイクロコントロー
ラ100は、抵抗116の値を検出し、バッテリ・パッ
クのシステム内における物理的位置およびアドレスを判
別することができる。PACK_ID信号は、バッテリ
・マイクロコントローラ100への「遷移発生時割り込
み」入力に直接結合されている。バッテリ・パックBが
実装される前は、PACK_ID信号は大きな抵抗値の
抵抗118によって、正の供給電圧にプルアップされて
いる。バッテリ・パックBを最初にコンピュータ・シス
テムCに実装するときには、PACK_ID信号の変化
によって、バッテリ・パックBを「起動(wake u
p)」し、I2C−バスを通じてコンピュータ・システ
ムCに注意信号(attention signal)
が送られる。注意信号については、以下でより詳しく説
明するが、新たに実装されたバッテリ・パックBをホス
ト・コンピュータCに報知する。
【0022】先に示唆したように、好適実施例では、P
ACK_ID信号には別の有効な使用法がある。例え
ば、この信号は、安全回路の一部として使用し、バッテ
リ・パックがコンピュータ・システムに実装されていな
い場合に、バッテリ・パックBの端子を電子的に使用禁
止とすることができる。即ち、バッテリ・パックBが実
装されていない場合のように、PACK_ID信号が正
の供給電圧に引き上げられている限り、バッテリ・パッ
クの放電および充電FETはオフのまま留まるように構
成されている。バッテリ・パックBの偶発的な充電およ
び放電は、これによって回避することができる。
【0023】本明細書において特に興味深いのは、双方
向マスタ・バッテリ信号MSTR_BATが、バッテリ
・マイクロコントローラ100、制御論理回路ブロック
104、およびMSIO 110間で伝達されることで
ある。好適実施例では、他のすべての実装バッテリ・パ
ックB’(明確化のために1つのみを示す)も、マスタ
・バッテリ信号MSTR_BATを受けて駆動する。こ
の信号は、バッテリ・パックBが実装されている場合、
どれがホスト・コンピュータCに電力を供給しているの
か、またはホスト・コンピュータCによって充電されて
いるのかを示すために用いられる。マスタ・バッテリ・
パックの選択は、実装バッテリ・パックの充電状態、ス
ロットの順序、またはその他の様々な基準に基づいて行
うことができる。マスタ・バッテリとして選択されたバ
ッテリ・パックは、マスタ・バッテリ信号MSTR_B
ATをアサートし、一方他のすべての実装バッテリおよ
びMSIO 110は、その信号を監視しデアサートさ
れるのを待つ。マスタ・バッテリ信号MSTR_BAT
がロー(低レベル)に変化することは、現マスタ・バッ
テリ・パックが除去されたか、あるいはもはや電力を供
給できないことを意味する。
【0024】バッテリ・パックがホスト・コンピュータ
Cに実装されていない場合、プルダウン抵抗112がマ
スタ・バッテリ信号MSTR_BAT を論理ロー・レ
ベルに引き下げる。同様に、マスタ・バッテリ・パック
として動作中のバッテリ・パックBがホスト・コンピュ
ータCから除去されたとき、抵抗112はマスタ・バッ
テリ信号MSTR_BATをローに引き下げる。ロー・
レベルへの変化により、他のすべての実装バッテリ・パ
ックの放電FETがオンとなる。マスタ・バッテリ信号
MSTR_BATの動作については、以降の図面に関連
して更にその詳細について十分に論ずることにする。
【0025】また、マスタ・バッテリ信号MSTR_B
ATは、コンピュータ・システムCがAC線電力の存在
を示すためにも使用可能である。AC電力が入手可能な
場合、電源(図示せず)はAC検出信号AC_DETE
CTをアサートする。この信号は、ダイオード114に
よって、マスタ・バッテリ信号MSTR_BATとのダ
イオードOR論理が取られる。したがって、信号AC_
DETECTがハイ(高レベル)の場合、マスタ・バッ
テリ信号MSTR_BATもハイとなる。AC電力を検
出する他の方法も考えられる。例えば、比較回路を用い
て、供給電圧がある所定レベルより高い場合を検出する
ことも可能である。本実施例では、所定電圧レベルの設
定は、バッテリ・パックBが供給可能な電圧よりも高く
することが理想的である。電源電圧がこの所定レベルよ
り上昇したとき、AC検出信号AC_DETECTがア
サートされる。この形式の検出回路を用いる場合、調停
プロセスの変更が必要となる。例えば、バッテリ・パッ
クBを充電しているとき、ACアダプタの電圧は、バッ
テリ・パックBを充電している電圧に引き下げられるの
で、マスタ・バッテリ信号MASTR_BATを論理ハ
イ・レベルに駆動しなければならない。すると、これに
よって、AC電力が入手可能であるにも拘わらず、AC
検出信号AC_DETECTがデアサートされる。この
ような問題を解決するために、バッテリ・パックBは電
力方向の変化を監視する。充電サイクル中に、電流がバ
ッテリ・パックに流入するのではなくバッテリ・パック
から流出し始めた場合、バッテリ・マイクロコントロー
ラ100は、AC電力がもはやないことを認識すること
ができる。次に、バッテリ・マイクロコントローラ10
0はその充電FETをオフとし、マスタ・バッテリ信号
MSTR_BATをデアサートして、新たな調停を強制
的に行う。
【0026】ここに開示する実施例のAC電力の検出の
ための検出方法においては、一旦バッテリ・パックBに
コンピュータ・システムCを充電する許可が付与される
と、AC電力の存在をもはや判定することができない。
したがって、充電の間のAC電力検出に対する責任は、
現在充電されつつあるバッテリ・パックBにかかわって
くる。一旦充電する許可が付与されたなら、バッテリ・
パックBはマスタ・バッテリ信号MSTR_BATをハ
イに駆動し、充電期間の間、電流がバッテリに流入する
ことが検出されている限り、この状態を維持しなければ
ならない。いずれの充電期間においても、電流のバッテ
リ・パックBへの流入が検出されない場合、バッテリ・
マイクロコントローラ100は、マスタ・バッテリ信号
MSTR_BATのアサートを中止し、異常充電終了信
号によって充電を終了し、I2C−バスを通じてコンピ
ュータ・システムCに注意信号ATTNを発生する。加
えて、マスタ・バッテリに指定されている間に、バッテ
リ・パックBが、コンピュータ・システムCへの供給電
流以外の電流を受けていることを検出した場合、マスタ
・バッテリの状態であることを放棄する。
【0027】次に、図2には、図1の制御論理回路10
4の詳細が示されている。この回路は、切替回路106
(図5)の電力FET(以後、単に「トランジスタ」と
呼ぶ)を制御するために用いられる。既に述べたよう
に、CHRG_EG、TRICKLE_EQ、DISCH
G_EN、およびDISCHRG_EQ信号は、バッテリ
・コントローラ100によって供給される。CHARG
E制御信号は、二入力ANDゲート200の出力によっ
て供給される。二入力ANDゲート200の入力は、マ
スタ・バッテリ信号MSTR_BATおよびCHRG_E
Q信号である。後者の入力には、プルダウン抵抗202
が備えられ、CHRG_EQ信号が駆動されていないと
き、充電信号CHARGEをデアサートするように機能
する。したがって、CHARGE信号をアサートするた
めには、CHRG_EQおよびMSTR_BAT信号を双
方ともアサートしなければならない。
【0028】制御信号TRICKLEは、別の二入力A
NDゲート204の出力から発生される。このANDゲ
ート204の入力は、マスタ・バッテリ信号MSTR_
BATおよびTRICKLE_EQ信号によって駆動さ
れる。プルダウン抵抗206が、マスタ・バッテリ信号
MSTR_BATと接地との間に接続されており、駆動
されていない場合、その信号を接地にプルダウンする。
同様に、TRICKLE_EQ信号と接地との間にプル
ダウン抵抗208が接続されている。したがって、TR
ICKLE_EQおよびMSTR_BAT信号がアサート
されると、これによってTRICKLE信号がアサート
される。
【0029】DISCHARGE信号は、二入力ORゲ
ート220の出力によって駆動される。このORゲート
220への入力には、DISCHG_EQ信号が供給さ
れる。この信号は、プルダウン抵抗218を介して接地
にも接続されている。ORゲート220の第2入力は、
二入力ANDゲート210の出力によって駆動される。
このANDゲートへの入力は、DISCHG_EN信号
と、インバータ212の出力とを含む。インバータ21
2の入力はマスタ・バッテリ信号MSTR_BATであ
る。プルダウン抵抗214は、DISCHG_EN信号
が駆動されていないとき、これを接地に引き下げる。D
ISCHARGE信号は、DISCHG_EQ信号がア
サートされたとき、またはMSTR_BAT信号がデア
サートされている間にDISCHG_EN信号がアサー
トされたときにのみ、アサートされる。
【0030】DISCHG_EN信号は、監視回路10
8およびバッテリ・マイクロコントローラ100によっ
て判定される、バッテリ・セル102の状態を示すもの
である。DISCHG_ENは、バッテリ・パックBが
コンピュータ・システムCに十分に電力を供給可能であ
るときに、バッテリ・マイクロコントローラ100によ
ってアサートされる。DISCHG_EN信号を用いる
ことによって、マスタ・バッテリ信号MSTR_BAT
が解放され抵抗112(図1)によって引き下げられた
ときに、図2の回路がDISCHARGE信号をアサー
トし、放電トランジスタ300(図5)をオンにするこ
とができる。一旦新たなマスタ・バッテリを選択し、M
STR_BATを再度アサートしたなら、バッテリ・マ
イクロコントローラ100はDISCHG_EQ信号を
アサートし、放電トランジスタを導通状態に留まらせる
ことができる。
【0031】バッテリ・マイクロコントローラ100に
よって設定されるDISCHG_EQ、CHRG_EQ、
およびTRICKLE_EQ信号の論理レベルは、以下
の式によって決定される。充電/放電式 DISCHG_EQ=MASTER*DISCHG_EN CHRG_EQ=(*FAST_CHG)+(MSTR_
BAT*DISCHG_EN) TRICKLE_EQ=*SLOW_CHG MASTER信号はバッテリ・マイクロコントローラ1
00内部の信号であり、それが新たなマスタ・バッテリ
・パックとして選択されたことを表す指示を、バッテリ
・マイクロコントローラ100がコンピュータ・システ
ムCから受けたときに、アサートされる。FAST_C
HGおよびSLOW_CHG信号もバッテリ・コントロ
ーラ100内部の信号であり、電流がバッテリ・パック
Bに供給されている間、充電速度を調節可能にするもの
である。具体的には、これらの信号は、図5の充電トラ
ンジスタ302および細流トランジスタ318をオンに
するために用いられる。
【0032】図2の様々な信号間の相互動作の一例を図
3に示す。即ち、図3は、現在マスタ・バッテリ・パッ
クを有さないホスト・コンピュータCに、バッテリ・パ
ックBを挿入したことを受けて発生する信号変化を表わ
した図である。新たに実装されたバッテリ・パックB
は、クロックSCL線およびデータSDA線が、ホスト
・コンピュータC内のプルアップ抵抗(図示せず)によ
ってハイに駆動されたことを知る。また、図2の論理回
路は、バッテリ・パックBのDISCHARGE信号も
アサートさせ、これによって放電トランジスタ300を
オンにする。バッテリ・マイクロコントローラ100
が、I2C−バスがアイドリング状態にあることを確認
するためには、クロックSCL線が少なくとも1.0ミ
リ秒(ms)の間ハイのままとなっているか、あるいは
データSDA線が少なくとも9.0msの間ハイのまま
になっていなければならない。次に、バッテリ・マイク
ロコントローラ100は、1.0〜3.0msの間、S
DA線をローに引き下げ、バッテリ・パックの1つに注
意が必要であることを、コンピュータ・システムCに知
らせる。これは、バッテリ・パックBがI2C−バスと
して作用するときのみである。次に、コンピュータ・シ
ステムCは、1度に1つずつバッテリ・パックをポール
し、各バッテリ・パックBに通信する機会を与える。
【0033】新たに実装したバッテリ・パックBをマス
タ・バッテリ・パックとして指定する場合、コンピュー
タ・システムCはそのバッテリ・マイクロコントローラ
100に、DISCHG_EQをアサートするように命
令する。上述のように、マスタ・バッテリ・パックの選
択は、スロットの順序または最も大きな放電能力等のよ
うな多数の要因に基づいて行うことができる。DISC
HG_EQ信号がアサートされた後直ちに、バッテリ・
マイクロコントローラ100によってMSTR_BAT
信号もアサートされる。ここに開示する実施例では、D
ISCHARGE信号がアサート状態に留まることを保
証するためには、まずDISCHG_EQ信号をアサー
トすることが必要である(即ち、MSTR_BATをア
サートすることにより、ANDゲート210の出力を論
理ロー・レベルに戻す)。MSTR_BAT信号をアサ
ートすることによって、他のすべての実装バッテリ・パ
ックの放電トランジスタをオフにする。この発生の後十
分な時間が経過した時点で、新たなマスタ・バッテリ・
パックBのバッテリ・マイクロコントローラ100はそ
のCHRG_EQ信号をアサートし、CHARGE信号
をアサートする。すると、充電トランジスタ302がオ
ンとなる。以下でより詳細に論ずるが、充電トランジス
タをオンにすることにより、マスタ・バッテリ・パック
はより効率的な電力供給が可能となる。
【0034】次に図4を参照する。タイミング図は、マ
スタ・バッテリ・パックAから第2のマスタ・バッテリ
・パックBへの移行の間の制御信号の変化を示す。DI
SCHG_EN信号のアサートによって示されているよ
うに、コンピュータ・システムCに電力を供給可能な、
新たに実装されたバッテリ・パックBは、最初にI2
−バスを通じて注意信号をコンピュータ・システムCに
送出する。図3の例とは異なり、MSTR_BAT信号
は別のバッテリ・パックAによってハイに駆動されてい
るので、バッテリ・パックBのDISCHARGE信号
はこの時点ではアサートされない。
【0035】注意信号は、コンピュータ・システムC
に、すべての実装バッテリ・パックをポールさせる。し
かしながら、実装バッテリ・パックの以前のポーリング
から集めた信号をコンピュータ・システムCに記憶する
ことも可能であり、新たに実装したバッテリ・パック以
外の全バッテリ・パックをポールする必要性を軽減する
ことも考えられる。図4の例では、バッテリ・パックB
は、ポーリングの結果、マスタ・バッテリ・パックとし
て選択されていない。
【0036】その後のある時点において、バッテリ・パ
ックAはコンピュータ・システムCから除去されるか、
または適切な電力を供給できなくなると、その結果、M
STR_BAT信号の制御を放棄し、MSTR_BAT信
号は、図1の抵抗112によってローに引き下げられ
る。次に、バッテリ・パックBによって注意信号がコン
ピュータ・システムCに送出され、コンピュータ・シス
テムCに再度すべての実装バッテリ・パックをポールさ
せて、新たなマスタ・バッテリ・パックを選択する。図
4によれば、バッテリ・パックBが次に新マスタとして
選択され、MSTR_BAT信号をアサートすることに
よって、すべての実装バッテリ・パックの放電FETを
オフにする。バッテリ・パックBのDISCHG_EQ
およびCHRG_EQ信号は、以前の図における場合と
同様に機能する。
【0037】切替回路106の詳細が図5に示されてい
る。この図5には、放電トランジスタ300、充電トラ
ンジスタ302、および細流トランジスタ318が示さ
れている。好適実施例では、これらは、非常に低いオン
抵抗および非常に低いゲート駆動電圧を有する、P-チ
ャネル金属酸化物半導体電界効果トランジスタ(MOS
FET)である。これらのトランジスタは、バッテリ・
パックBの充電および放電を制御する。バッテリ・セル
102に対する保護を行うことに加えて、電力トランジ
スタは一種の「分散選択スイッチ(distribut
ed selector switch)」として概念
化することができる。
【0038】まず、充電トランジスタ302について言
及すると、このトランジスタのソースは、バッテリ・セ
ル102の正供給端子「+」に接続されている。充電ト
ランジスタ302のゲートは、N-チャネル・トランジ
スタ310のドレインに接続されている。このトランジ
スタ310のゲートは、図2のCHARGE信号によっ
て駆動され、そのソースは接地に接続されている。大き
な抵抗値の抵抗312も、トランジスタ310と接地と
の間に接続されている。この抵抗は、CHARGE信号
が駆動されていない場合、トランジスタ310のゲート
を導通状態にしないことを保証するためのものである。
【0039】充電トランジスタ302のソースおよびゲ
ート間に、コンデンサ314が接続されている。CHA
RGE信号のアサートに続いて、このコンデンサ314
は、充電トランジスタ302のゲートがトランジスタ3
10によってローに引き下げられている場合、このトラ
ンジスタ302をオンにするために必要な時間を延長さ
せることによって、供給電圧のリップルおよび望ましく
ない電磁干渉の可能性を低減させる。充電トランジスタ
302のゲートとそのドレインとの間には抵抗316が
接続されている。抵抗316を含ませることによって、
トランジスタ310が導通していないときに、充電トラ
ンジスタのゲートが中間電圧レベルでフローティング状
態となるのを防止する。言い換えれば、抵抗316は、
充電トランジスタ302が偶発的にオンになるのを防止
する。
【0040】細流トランジスタ318に対する支持回路
(support circuitry)は、充電トラ
ンジスタ302の支持回路と同様に構成されている。抵
抗332を介して、細流トランジスタ318のソースを
バッテリ・セル102の正端子「+」を接続する。細流
トランジスタ318のゲートは、N−チャネル・トラン
ジスタ324のドレインに接続され、そのゲートは図2
のTRICKLE信号によって駆動され、更にそのソー
スは接地に接続されている。プルダウン抵抗326が、
トランジスタ324のゲートを接地に接続し、TRIC
KLE信号が駆動されていないときに、ゲートがフロー
ティング状態となるのを防止する。第2の抵抗328
が、トランジスタ318のゲートとそのドレインとの間
に接続され、トランジスタ324がオフ状態のときに、
トランジスタ318がオンになるのを防止する。
【0041】トランジスタ302、318のドレイン
は、放電トランジスタ300のソースに接続されてい
る。この放電トランジスタ300のゲートは、N-チャ
ネル・トランジスタ304のドレインに接続されてい
る。トランジスタ304のゲートは図2のDISCHA
RGE信号によって駆動され、そのソースは接地に接続
されている。加えて、プルダウン抵抗306が、トラン
ジスタ304のゲートと接地との間に接続され、DIS
CHARGE信号が駆動されていないときに、ゲートが
フローティング状態となるのを防止する。大きな抵抗値
の抵抗308が、放電トランジスタ300のゲートをそ
のソースに接続し、トランジスタ304がオフのときに
トランジスタ300をオフにする。
【0042】放電トランジスタ300のドレインは、バ
ッテリ・パックBのVBATT+に現れる電圧を供給す
る。ダイオード336のアノードはVBATT+に接続
され、一方そのカソードは電圧レギュレータ120の入
力INに接続されている。この線形電圧レギュレータ1
20は、その出力に+5Vの調整済み供給電圧を発生す
る。供給電圧は、バッテリ・コントローラ100に給電
するために用いられる。電圧レギュレータ120の入力
と接地との間に接続されたコンデンサ338は、未調整
電圧入力を安定化させる機能を果たす。第2コンデンサ
340が、+5V出力を接地に接続すると共に、調整済
み出力電圧を安定化するように機能する。
【0043】バッテリ・パックBのコンピュータ・シス
テムCへの電力供給を可能にするためには、図1および
図2の回路によってDISCHARGE信号をアサート
する。この信号がアサートされると、トランジスタ30
4がオンとなり、その結果、放電トランジスタ300の
ゲートを接地に短絡することになる。これによって、十
分なゲート/ソース間電圧が発生し、放電トランジスタ
300をオンにする。放電トランジスタ300がオンの
間、充電トランジスタ302および細流トランジスタ3
18は非導通状態である場合には、電荷は、バッテリ・
セル102からトランジスタ302の寄生ダイオード3
02aを通過し、更に放電トランジスタ300を通過し
て、VBATT+端子まで流れることができる。マスタ
・バッテリ信号MSTR_BATが論理ロー・レベルに
あるとき、通常、放電トランジスタ300はオンとなっ
ており、充電トランジスタ302は通常オフとなってい
る。この状態は、図に関連して更に詳しく示すことにす
る。
【0044】図3に示すように、他のすべてのバッテリ
・パックの放電トランジスタを非活性状態にするのに十
分な時間を与えた後、新たなマスタ・バッテリ・パック
BはそのCHARGE信号をアサートする。CHARG
E信号はトランジスタ310をオンにし、これによって
充電トランジスタ302のゲートを接地に引き下げる。
しかしながら、充電トランジスタ302は、コンデンサ
314が十分に放電されるまで、完全にオンにはならな
い。上述のように、コンデンサ314は充電トランジス
タ302がオンになるために必要な時間を延長させ、そ
れにより、供給線上での電圧スパイクの減少を図るもの
である。充電トランジスタ302をオンにすると、バッ
テリ・パックBはより効率的に電力をコンピュータ・シ
ステムCに供給可能になる。充電トランジスタがオフの
間、バッテリ・パックBが供給する電流は、0.5〜
0.7ボルトの電圧降下を有している寄生ダイオード3
02aを通って流れなければならない。この電流路によ
って不要の電力(電流×電圧)が消費され、バッテリ・
セル102の有用な充電寿命を短くしてしまう。充電ト
ランジスタ302が導通状態にあるときは抵抗値が低い
ため、この素子によって消費される電力は殆どない。
【0045】バッテリ・パックBは、AC電源または他
の実装バッテリ・パックのいずれかによって充電が可能
である。しずれかの充電モードの間、放電トランジスタ
300は通常、非道通状態になる。このため、充電電流
は放電トランジスタ300の寄生ダイオード300aを
通過しなければならない。このようにして、バッテリ・
セル10を過剰充電電流から保護することができる。2
つの充電モード、即ち、高速充電および低速充電モード
(細流)モードが考えられる。バッテリ・パックBを高
速充電モードで充電するためには、充電トランジスタ3
02は導通状態になければならない。これがオフの場
合、寄生ダイオード302aがバッテリ・セル102内
への電流流入を阻止する。
【0046】低速充電モードの間、TRICKLE信号
をアサートし、CHARGE信号をデアサートする。T
RICKLE信号をアサートすることによって、トラン
ジスタ324がオンとなり、これにより細流トランジス
タ318を導通状態とする。低速充電モードが利用され
るのは、バッテリ・セル102が所定の比較的低い電圧
にある場合である。この状態では、過剰な充電電流はバ
ッテリ・セル102を損傷する可能性がある。したがっ
て、バッテリ・マイクロコントローラ100は、バッテ
リ・セル102に流れ込む充電電流が、寄生ダイオード
300a、細流トランジスタ318、そして最後に電流
制限抵抗322を通過するように制御する。こうして、
バッテリ・セル102は、枯渇状態にある場合に保護さ
れるようになっている。
【0047】次に図6および図7に移ると、新たなバッ
テリ・パックBの挿入に続いての、マスタ・バッテリ・
パックの選択について示されている。これらの図(およ
び図8)において進められるステップは、全体的なシス
テム・レベルのプロセスを表わすものであり、いずれか
1つの特定システム構成要素の動作を表わすことを意図
するのではない。選択プロセスはステップ400におい
て開始され、これは、新たなバッテリ・パックがコンピ
ュータ・システムCに追加されたときである。次に制御
はステップ402に移り、APビット、即ち通知存在ビ
ットがバッテリ・マイクロコントローラ100内でセッ
トされる。APビットは、バッテリ・パックBが要求し
ている注意のタイプを示すために、バッテリ・マイクロ
コントローラによってセット可能な数個のビット・フラ
グの1つである。好適実施例におけるビット・フラグの
他の例には、充電要求ビット、充電状態ビット、充電電
圧/電流設定要求ビット、低バッテリ警告ビット、永久
障害ビット、電流方向ビット、検査モード・ビット、ア
ンペア時読み取りビット、マスタ・バッテリ・ビット、
低速充電モード・ビット、一時的障害ビット、および正
常、異常、または破壊的充電終了を示す種々の充電終了
ビットが含まれる。
【0048】次に制御はステップ404に移り、新たに
実装されたバッテリ・パックがMSTR_BAT信号の
状態(ステータス)を判定する。MSTR_BAT信号
がアサートされている場合、コンピュータ・システムC
は既にマスタ・バッテリ・パックBを有し(即ち、AC
電力がある)ており、新たに実装されたバッテリ・パッ
クBの放電および充電トランジスタ300、302はオ
フのままとなる。この動作はステップ406によって示
されている。ステップ404における判定でMSTR_
BAT信号が論理ロー・レベルにある場合、制御はステ
ップ408に移り、そして、バッテリ・パックのマイク
ロコントローラ100がDISCHG_EN信号をアサ
ートしてあり、バッテリ・パックがコンピュータ・シス
テムCに電力を供給可能であることを示すならば、バッ
テリ・パックBの放電トランジスタ300をオンにす
る。この機能は、図2のハードウエアによって実施され
る。次に制御はステップ410に移り、バッテリ・パッ
クのマイクロコントローラ100に割り込みを送信す
る。次に制御はステップ412に移り、割り込みによ
り、バッテリ・マイクロコントローラ100が注意信号
をMSIO 110に送出する。図3に示すように、注
意信号を得るには、I2C−バス・データ線SDAをロ
ーに引き下げ、次いで1.0〜3.0ms後に、それを
解放する。
【0049】次に制御はステップ414に移り、バッテ
リ・マイクロコントローラ100はI2C−バスを監視
し、注意信号を送ってから4秒以内に、MSIO 11
0がバッテリ・パックBをポールしたか否かについて判
定を行う。ポールしない場合、制御はステップ416に
移って、注意信号を再度送出し、制御はステップ414
に戻る。バッテリ・パックBがポールされた場合、制御
はステップ418に移り、APビットをクリアする。次
に制御はステップ420に移り、バッテリ・マイクロコ
ントローラ100は、MSIO 110が新たに実装さ
れたパックを新たなマスタ・バッテリとして欲している
か否かについて判定を行う。これはI2C−バスを通じ
て伝達される処理コードによって表される。選択されな
い場合、制御はステップ422に移り、MSTR_BA
T信号は、マスタとして選択された他のバッテリ・パッ
クBによってハイに駆動されるか、あるいはマスタ・バ
ッテリ・パックBが選択されない場合は論理ロー・レベ
ルに留まる。次に制御はステップ424に移り、新たに
実装されたバッテリ・パックBの放電トランジスタ30
0をオフにする。次に制御はステップ426に移り、調
停プロセスを終了する。
【0050】ステップ420における判定で新たに実装
されたバッテリ・パックBをマスタとして選択する場合
(即ち、MSIO 102が適正な処理コードを新たな
バッテリ・パックのアドレスに送った場合)、制御はス
テップ428に移り、バッテリ・マイクロコントローラ
100はその内部マスタ・バッテリ・ビットMBをセッ
トする。次に制御は図7のステップ430に移り、新た
なバッテリ・パックはMSTR_BAT信号をアサート
する。制御はステップ432に移り、MSTR_BAT
信号によって、他のあらゆる実装バッテリ・パックの放
電トランジスタ300をオフにする。新たなマスタ・バ
ッテリ・パックのバッテリ・マイクロコントローラ10
0は、ステップ434において、そのCHARGE_E
Q信号をアサートし、その充電トランジスタ302をオ
ンにする。次に制御はステップ436に移り、新たなマ
スタ・バッテリ・パックは、それがもはや電流を供給し
なくなるまで、コンピュータ・システムCに電力を供給
し続ける。電流方向の変化は、例えば、システム内にA
C電力が存在することを示すか、またはバッテリ・パッ
ク102に単に有用な電荷が枯渇していることを示すか
のいずれの可能性がある。
【0051】この時点において、制御はステップ438
に移り、バッテリ・マイクロコントローラ100はその
内部電流方向ビットCDをセットし、電流がもはや供給
されていないことを示す。次に制御はステップ440に
移り、バッテリ・マイクロコントローラ100はMST
R_BAT信号の制御を放棄し、その充電終了ビットを
セットして、異常充電終了を指示する。一旦駆動されな
くなると、MSTR_BAT信号はレジスタ112によ
ってローに引き下げられる。制御はステップ442に移
り、再びI2C−バスを通じて注意信号がMSIO 11
0に送られる。最後に、制御はステップ444に移り、
MSIO 110が新たなマスタ・バッテリ・パックB
を選択し、調停プロセスはステップ446において終了
する。
【0052】次に図8に移り、本発明によるコンピュー
タ・システムCからのマスタ・バッテリ・パックBの除
去を示す。ステップ500におけるマスタ・バッテリ・
パックBの排除に続いて、制御はステップ502に移
り、抵抗112(図1)によってMSTR_BAT信号
をローに引き下げる。次に制御はステップ504に移
り、残りのバッテリ・パック全ての放電トランジスタ3
00をオンにする。制御はステップ506に移り、MS
IO 110は、残りのバッテリ・パックがある場合
に、その内のどれを新たなマスタ・バッテリ・パックB
とするかについて判定を行う。次に制御はステップ50
8に移り、新たなマスタ・バッテリ・パックBがMST
R_BAT信号をハイに駆動する。制御はステップ51
0に移り、残りのバッテリ・パック全ての放電トランジ
スタ300をオフにする。次いで、ステップ512にお
いて調停プロセスを終了する。
【0053】以上のように、多数のバッテリ・パックを
内蔵可能なコンピュータ・システムにおいて、マスタ・
バッテリ・パックを選択する回路について説明した。双
方向マスタ・バッテリ信号を、それぞれの実装バッテリ
・パックのマイクロコントローラおよびホスト・システ
ムに内蔵されている調停回路に供給する。マスタ・バッ
テリ信号は、コンピュータ・システム内の各バッテリ・
パック間の直列バス・インターフェースと共に動作し、
どのバッテリ・パックがコンピュータ・システムに電力
を供給するのかについて判定を行う。マスタとして選択
されたバッテリ・パックはマスタ・バッテリ信号をアサ
ートし、他の全バッテリはこの信号を監視し、デアサー
トされるのを待つ。他のバッテリ・パックは、マスタ・
バッテリ信号を利用してそれら自体の充電および放電回
路を制御する。マスタ・バッテリ信号のデアサートは、
マスタ・バッテリ・パックが除去され、新たなマスタ・
バッテリ・パックBが選択されることを指示する。この
ようにマスタ・バッテリ信号を利用することによって、
マスタ・バッテリ・パックを選択し指定するために必要
な回路を減らすことができる。
【0054】本発明のこれまでの開示および記載はその
一例を説明するためのものであり、サイズ、形状、材
料、構成要素、回路素子、配線接続および接点、ならび
に図示した回路および構成の詳細および動作方法におい
て、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、種
々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】既知のホスト・コンピュータ・システムに挿入
された本発明によるバッテリ・パックを示すブロック図
である。
【図2】図1の制御論理回路の詳細を提供する模式図で
ある。
【図3】現マスタ・バッテリ・パックを有さないホスト
・コンピュータ・システムにバッテリ・パックを挿入し
た際に、それに続く制御信号の変化を示すタイミング図
である。
【図4】1つのマスタ・バッテリ・パックから次のマス
タ・バッテリ・パックへの移行の間における制御信号変
化を示すタイミング図である。
【図5】図1の切替回路の模式図である。
【図6】新たなバッテリ・パックをシステムに追加した
ときの、マスタ・バッテリ・パックの選択を表わすフロ
ー・チャートの一部を示す図である。
【図7】新たなバッテリ・パックをシステムに追加した
ときの、マスタ・バッテリ・パックの選択を表わすフロ
ー・チャートの一部を示す図である。
【図8】バッテリ・パックを除去する際に本発明による
システムによって進められるステップを示すフロー・チ
ャートである。
フロントページの続き (71)出願人 591030868 20555 State Highway 249,Houston,Texas 77070,United States o f America

Claims (31)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バッテリ・パック調停回路を備えたホス
    ト・コンピュータ・システムで用いられるバッテリ・パ
    ックにおいて、 複数のバッテリ・パック端子と、 複数のバッテリ・セルと、 前記バッテリ・パック端子および前記バッテリ・セルに
    結合された放電許可回路であって、イネーブルされた場
    合には、前記バッテリ・パック端子を通じて前記バッテ
    リ・セルの放電を許可し、それ以外の場合には、前記バ
    ッテリ・セルの放電を阻止する放電許可回路と、 前記放電許可回路に電気的に結合されたデータ処理回路
    であって、 前記ホスト・コンピュータ・システムのバッテリ・パッ
    ク調停回路にバッテリ状態情報を伝達し、前記ホスト・
    コンピュータ・システムのバッテリ・パック調停回路か
    ら選択コマンドを受ける直列バス・インターフェース
    と、 マスタ・バッテリ信号を伝達するマスタ・バッテリ信号
    線インターフェースと、 前記マスタ・バッテリ信号に応答し、かつ前記直列バス
    ・インターフェースを通じて受け取った選択コマンドに
    応答して、前記放電許可回路を制御する論理回路と、 前記直列バス・インターフェースを通じて受け取られる
    選択命令に応答して、前記マスタ・バッテリ信号を選択
    的に供給する論理回路とから成る前記データ処理回路と
    を備えていることを特徴とするバッテリ・パック。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のバッテリ・パックにおい
    て、前記マスタ・バッテリ信号に応答し、かつ前記直列
    バス・インターフェースを通じて受け取った選択コマン
    ドに応答する前記論理回路は、前記マスタ・バッテリ信
    号が、前記ホスト・コンピュータ・システムのバッテリ
    ・パック調停回路がマスタ・バッテリ・パックを選択し
    ていないことを示すときに、前記放電許可回路を活性状
    態にすることを特徴とするバッテリ・パック。
  3. 【請求項3】 請求項1記載のバッテリ・パックにおい
    て、前記マスタ・バッテリ信号に応答し、かつ前記直列
    バス・インターフェースを通じて受け取った選択コマン
    ドに応答する前記論理回路は、前記マスタ・バッテリ信
    号が、前記ホスト・コンピュータ・システムのバッテリ
    ・パック調停回路が他の電源を前記マスタ・バッテリと
    して機能するように選択したことを示すときに、前記放
    電許可回路を不活性状態にすることを特徴とするバッテ
    リ・パック。
  4. 【請求項4】 請求項1記載のバッテリ・パックにおい
    て、前記直列バス・インターフェースを通じて受け取ら
    れる選択命令に応答して、前記マスタ・バッテリ信号を
    選択的に供給する論理回路は、前記選択コマンドが、前
    記バッテリ・パックがマスタ・バッテリ・パックである
    ことを示しているときに、前記マスタ・バッテリ信号を
    アサートすることを特徴とするバッテリ・パック。
  5. 【請求項5】 請求項1記載のバッテリ・パックにおい
    て、該バッテリ・パックは更に、前記データ処理回路、
    前記バッテリ・セル群、および前記バッテリ・パック端
    子群に電気的に結合された充電許可回路を含んでいるこ
    とを特徴とするバッテリ・パック。
  6. 【請求項6】 請求項5記載のバッテリ・パックにおい
    て、前記マスタ・バッテリ信号に応答し、かつ前記直列
    バス・インターフェースを通じて受け取った選択コマン
    ドに応答する論理回路は、前記充電許可回路をも制御
    し、該論理回路は、前記選択コマンドが、前記バッテリ
    ・パックがマスタ・バッテリ・パックであることを示し
    ているときに、前記充電許可回路を活性状態にすること
    を特徴とするバッテリ・パック。
  7. 【請求項7】 請求項1記載のバッテリ・パックにおい
    て、前記直列バス・インターフェースは、標準I2C−
    バス仕様に準拠していることを特徴とするバッテリ・パ
    ック。
  8. 【請求項8】 請求項1記載のバッテリ・パックにおい
    て、該バッテリ・パックは更に、前記データ処理回路に
    電気的に結合されたバッテリ・パック識別手段を含み、
    該識別手段は、ホスト・コンピュータ・システム内のバ
    ッテリ・パックの位置を判定する情報を供給可能である
    ことを特徴とするバッテリ・パック。
  9. 【請求項9】 請求項8記載のバッテリ・パックにおい
    て、前記バッテリ・パック識別手段は、前記ホスト・コ
    ンピュータ・システム内の識別用抵抗に接続されて、そ
    の抵抗値を識別可能な回路を含んでいることを特徴とす
    るバッテリ・パック。
  10. 【請求項10】 請求項1記載のバッテリ・パックにお
    いて、該バッテリ・パックは更に、前記データ処理回路
    に電気的に結合されたセンサ回路であって、バッテリ・
    セル状態情報を判定し、かつ供給するセンサ回路を含ん
    でいることを特徴とするバッテリ・パック。
  11. 【請求項11】 複数のバッテリ・パックとともに使用
    するためのコンピュータ・システムであって、 少なくとも1つのバッテリ・パック・インターフェース
    と、 前記少なくとも1つのバッテリ・パック・インターフェ
    ースに結合されたバッテリ・パック調停回路と、 前記少なくとも1つのバッテリ・パック・インターフェ
    ースからのバッテリ・パック状態情報を前記バッテリ調
    停回路に伝達するとともに、前記バッテリ調停回路から
    のコマンドを前記少なくとも1つのバッテリ・パック・
    インターフェースに伝達して、前記少なくとも1つのバ
    ッテリ・パック・インターフェースに接続されているバ
    ッテリ・パックを選択するための直列バスと、 前記少なくとも1つのバッテリ・パック・インターフェ
    ースから前記バッテリ調停回路に、バッテリ・パックが
    前記コンピュータ・システムに電力を供給しているか否
    かを示すマスタ・バッテリ信号を伝達するマスタ・バッ
    テリ信号線とを備えていることを特徴とするコンピュー
    タ・システム。
  12. 【請求項12】 請求項11記載のコンピュータ・シス
    テムにおいて、前記バッテリ・パック調停回路は、前記
    直列バスを通じて伝達されるバッテリ・パック状態情報
    によって決定される、各実装バッテリ・パック内に蓄積
    されている充電量に基づいて、マスタ・バッテリ・パッ
    クを選択することを特徴とするコンピュータ・システ
    ム。
  13. 【請求項13】 請求項11記載のコンピュータ・シス
    テムにおいて、前記少なくとも1つのバッテリ・インタ
    ーフェースは、複数のバッテリ・インターフェースを含
    み、前記コンピュータ・システムは更に、前記複数のバ
    ッテリ・インターフェースの各バッテリ・インターフェ
    ースにバッテリが接続されているか否かを判定する手段
    を含んでいることを特徴とするコンピュータ・システ
    ム。
  14. 【請求項14】 請求項11記載のコンピュータ・シス
    テムにおいて、前記バッテリ・パック調停回路は、前記
    複数のバッテリ・インターフェースに接続されていると
    判定された1つのバッテリ・パックのマスタ・バッテリ
    ・パックを選択するよう構成され、該選択は、前記複数
    のバッテリ・インターフェースにおけるバッテリ・イン
    ターフェースの所定の順序に基づいて実行されることを
    特徴とするコンピュータ・システム。
  15. 【請求項15】 請求項11記載のコンピュータ・シス
    テムにおいて、前記直列バス・インターフェースは、標
    準I2C−バス仕様に準拠することを特徴とするコンピ
    ュータ・システム。
  16. 【請求項16】 請求項11記載のコンピュータ・シス
    テムにおいて、該システムは更に、 交流電力の存在を検出し、該交流電力の検出時に、バッ
    テリの放電を防止する信号を前記マスタ・バッテリ信号
    線に供給する手段を含んでいることを特徴とするコンピ
    ュータ・システム。
  17. 【請求項17】 ホスト・コンピュータ・システムと少
    なくとも1つのバッテリ・パックとの組み合わせであっ
    て、 バッテリ・パックが電力をホスト・コンピュータ・シス
    テムに供給しているか否かを示すマスタ・バッテリ信号
    を伝達するマスタ・バッテリ信号線と、 直列バスと、 バッテリ・パック調停回路を有するホスト・コンピュー
    タ・システムであって、前記バッテリ・パック調停回路
    は、前記直列バスに電気的に結合されて、バッテリ・パ
    ック状態情報を受けると共に、マスタ・バッテリ・パッ
    クを選択するコマンドを伝達し、前記バッテリ・パック
    調停回路は更に、前記マスタ・バッテリ信号線に電気的
    に結合されて、前記マスタ・バッテリ信号を受けるよう
    に構成されているホスト・コンピュータ・システムと、 前記ホスト・コンピュータ・システム内に実装された少
    なくとも1つのバッテリ・パックであって、該バッテリ
    ・パックは、 複数のバッテリ・パック端子と、 複数のバッテリ・セルと、 前記バッテリ・パック端子および前記バッテリ・パック
    ・セルに結合された放電許可回路であって、イネーブル
    された場合には、前記バッテリ・パック端子を通じて前
    記バッテリ・セルの放電を許可し、それ以外の場合に
    は、前記バッテリ・セルの放電を阻止する放電許可回路
    とから成るバッテリ・パックと、 前記放電許可回路と、前記マスタ・バッテリ信号線と、
    前記直列バスとに電気的に結合されたデータ処理回路で
    あって、 前記マスタ・バッテリ信号に応答し、かつ前記直列バス
    を通じて受け取った選択コマンドに応答して、前記放電
    許可回路を制御する論理回路と、 前記直列バスを通じて受け取られる選択命令に応答し
    て、前記マスタ・バッテリ信号を選択的に供給する論理
    回路とから成るデータ処理回路とを備えていることを特
    徴とする組み合わせ。
  18. 【請求項18】 請求項17記載の組み合わせにおい
    て、前記マスタ・バッテリ信号に応答し、かつ前記直列
    バスを通じて受け取った選択コマンドに応答する前記論
    理回路は、前記マスタ・バッテリ信号が、前記ホスト・
    コンピュータ・システムの前記バッテリ・パック調停回
    路がマスタ・バッテリ・パックを選択していないことを
    示しているときに、前記放電許可回路を活性状態にする
    ことを特徴とする組み合わせ。
  19. 【請求項19】 請求項17記載の組み合わせにおい
    て、前記マスタ・バッテリ信号に応答し、かつ前記直列
    バス・インターフェースを通じて受け取った選択コマン
    ドに応答する前記論理回路は、前記マスタ・バッテリ信
    号が、前記ホスト・コンピュータ・システムのバッテリ
    ・パック調停回路が他の電源を前記マスタ・バッテリと
    して選択したことを示しているときに、前記放電許可回
    路を不活性状態にすることを特徴とする組み合わせ。
  20. 【請求項20】 請求項17記載の組み合わせにおい
    て、前記少なくとも1つのバッテリ・パックの特定の1
    つにおいて、前記直列バスを通じて受け取られる選択命
    令に応答して前記マスタ・バッテリ信号を選択的に供給
    する論理回路は、前記選択コマンドが、前記,バッテリ
    ・パックがマスタ・バッテリ・パックであることを示す
    ときに、前記マスタ・バッテリ信号をアサートすること
    を特徴とする組み合わせ。
  21. 【請求項21】 請求項17記載の組み合わせにおい
    て、前記少なくとも1つのバッテリ・パックは更に、前
    記データ処理回路、前記バッテリ・セル、および前記バ
    ッテリ・パック端子に電気的に結合された充電許可回路
    を含んでいることを特徴とする組み合わせ。
  22. 【請求項22】 請求項21記載の組み合わせにおい
    て、前記少なくとも1つのバッテリ・パックの特定の1
    つにおいて、前記マスタ・バッテリ信号に応答し、かつ
    前記直列バス・インターフェースを通じて受け取った選
    択コマンドに応答する論理回路は、前記充電許可回路を
    も制御するよう構成され、前記論理回路は、前記選択コ
    マンドが、前記バッテリ・パックがマスタ・バッテリ・
    パックであることを示しているときに、前記充電許可回
    路を活性状態にすることを特徴とする組み合わせ。
  23. 【請求項23】 請求項17記載の組み合わせにおい
    て、前記直列バス・インターフェースは、標準IC−
    バス仕様に準拠することを特徴とする組み合わせ。
  24. 【請求項24】 請求項17記載の組み合わせであっ
    て、該組み合わせは更に、前記データ処理回路に電気的
    に結合されたバッテリ・パック識別手段を含み、該識別
    手段は、ホスト・コンピュータ・システム内のバッテリ
    ・パックの位置を判定する情報を供給可能であることを
    特徴とする組み合わせ。
  25. 【請求項25】 請求項24記載の組み合わせにおい
    て、前記バッテリ・パック識別手段は、前記ホスト・コ
    ンピュータ・システム内の識別用抵抗に接続されてその
    抵抗値を識別可能であることを特徴とする組み合わせ。
  26. 【請求項26】 請求項17記載の組み合わせにおい
    て、前記バッテリ・パック調停回路は、前記少なくとも
    1つのバッテリパック各々に蓄積されている充電量に基
    づいて、前記少なくとも1つのバッテリ・パックの1つ
    が前記マスタ・バッテリ・パックであるように、選択す
    ることを特徴とする組み合わせ。
  27. 【請求項27】 請求項17記載の組み合わせにおい
    て、該組み合わせは更に、 交流電力の存在を検出し、交流電力の検出時に前記マス
    タ・バッテリ信号線に信号を供給する手段を含んでいる
    ことを特徴とする組み合わせ。
  28. 【請求項28】 少なくとも1つのバッテリ・パックを
    内蔵可能なホスト・コンピュータ・システムであって、
    現在マスタ・バッテリ・パックを備えていないコンピュ
    ータ・システムに対して電力を供給するために、マスタ
    ・バッテリ・パックを選択する方法において、 前記ホスト・コンピュータ・システムを実装バッテリ・
    パック群に連結するマスタ・バッテリ信号線の電圧レベ
    ルを検査することによって、現在マスタ・バッテリ・パ
    ックとして機能しているバッテリ・パックが無いことを
    判定するステップと、 前記ホスト・コンピュータ・システムおよび複数の実装
    バッテリ・パック間の直列バス・インターフェースを介
    しての通信によって、前記ホスト・コンピュータ・シス
    テム内に実装されているあらゆるバッテリ・パックの充
    電状態を判定するステップと、 所定の選択基準に基づいて、マスタ・バッテリ・パック
    を選択するステップと、 前記直列バス・インターフェースを介しての通信によっ
    て、新たなバッテリ・パックに前記選択を伝達するステ
    ップとから成ることを特徴とする方法。
  29. 【請求項29】 請求項28記載の方法において、該方
    法は更に、 前記マスタ・バッテリ信号線上に適切な信号を供給する
    ことによって、前記マスタ・バッテリ・パックの選択を
    他のあらゆる実装バッテリ・パックに伝達するステップ
    を含んでいることを特徴とする方法。
  30. 【請求項30】 請求項29記載の方法において、該方
    法は更に、 前記マスタ・バッテリ信号線の電圧レベルが、マスタ・
    バッテリ・パックとして現在機能しているバッテリ・パ
    ックのないことを示している場合に、前記直列バス・イ
    ンターフェースを通じての通信によって、新たに実装さ
    れたバッテリ・パックの存在を前記ホスト・コンピュー
    タ・システムに通知するステップを含んでいることを特
    徴とする方法。
  31. 【請求項31】 請求項28記載の方法において、該方
    法は更に、 前記マスタ・バッテリ・パックとして機能しているバッ
    テリ・パックが現在存在しないことを判定する前に、以
    前のマスタ・バッテリ・パックはホスト・コンピュータ
    ・システムから除去されたこと、あるいは、もはや前記
    コンピュータ・システムに対する好適な電源ではないこ
    と、のいずれかを示すレベルへ、前記マスタ・バッテリ
    信号線の電圧レベルを移行させるステップを含んでいる
    ことを特徴とする方法。
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