WO2014136265A1 - 電子機器およびシステム - Google Patents
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Definitions
- Embodiments described herein relate generally to a battery-driven electronic device and a system including the electronic device.
- the conventional power management technology is often realized by using so-called “firmware” control, which is software executed by a microcomputer. For this reason, the AC adapter temperature may rise excessively due to the response delay of the microcomputer.
- An object of the present invention is to provide an electronic device and a system capable of suppressing an increase in temperature of an AC power supply device.
- the electronic device includes a battery, a power supply circuit, and a charging circuit.
- the power supply circuit supplies power to components in the electronic device using DC power from an AC power supply or DC power from the battery.
- the charging circuit charges the battery using DC power from the AC power supply.
- the charging circuit includes a charger IC that controls a charging current and a charging voltage output from the charging circuit to the battery.
- the charger IC includes a first input terminal for monitoring the temperature of the AC power supply, and when the temperature of the AC power supply exceeds a first temperature while charging the battery, the charging IC Control is performed to reduce the current.
- FIG. 1 is a perspective view illustrating an appearance of an electronic apparatus according to an embodiment.
- FIG. 2 is a view showing a detachable AC adapter that can be attached to the electronic apparatus according to the embodiment.
- FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between an external power supply terminal of the electronic device according to the embodiment and a detachable AC adapter placed outside the electronic device.
- FIG. 4 is a block diagram showing a system configuration of the electronic apparatus according to the embodiment.
- FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a power supply subsystem of the electronic device according to the embodiment.
- FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration of a charging circuit including a charger IC provided in the electronic apparatus according to the embodiment.
- FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of the charger IC of FIG.
- FIG. 8 is a diagram for explaining the operation of the temperature feedback loop of the charger IC of FIG.
- FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of a power supply subsystem of the electronic device according to the embodiment.
- This electronic device can be realized as, for example, a notebook portable personal computer, a tablet terminal, or other various portable electronic devices.
- the electronic device is realized as a notebook portable personal computer 10.
- FIG. 1 is a perspective view of the computer 10 viewed from the front side with the display unit opened.
- the computer 10 is configured to receive power from the battery 20.
- the computer 10 is configured to supply power (operating power) to components in the computer 10 using power from the battery 20 or power from an AC power supply (AC adapter).
- AC adapter AC power supply
- the computer 10 includes a computer main body 11 and a display unit 12.
- a display device such as a liquid crystal display device (LCD) 31 is incorporated in the display unit 12.
- a camera (Web camera) 32 is disposed at the upper end of the display unit 12.
- the display unit 12 is attached to the computer main body 11 so as to be rotatable between an open position where the upper surface of the computer main body 11 is exposed and a closed position where the upper surface of the computer main body 11 is covered with the display unit 12.
- the computer main body 11 has a thin box-shaped casing. On the top surface thereof, there are a keyboard 13, a touch pad 14, a fingerprint sensor 15, a power switch 16 for powering on / off the computer 10, and several functions.
- a button 17 and speakers 18A and 18B are arranged.
- the computer main body 11 is provided with a power connector (DC power input terminal) 21.
- the power connector 21 is provided on the side surface, for example, the left side surface of the computer main body 11.
- An AC power supply device is detachably connected to the power connector 21.
- An AC adapter can be used as the AC power supply device.
- the AC adapter is an AC power supply device that converts commercial power (alternating current (AC) power) into direct current (DC) power.
- a detachable AC adapter that is detachably attached to the computer 10 can be used as the above-described AC power supply device.
- the rated current capacity required for an AC adapter for a computer is relatively large. For this reason, it has been difficult to reduce the size of an AC adapter for a computer.
- the development of high-speed switching elements using GaN chips has been promoted.
- the inductor and the capacitor in the AC adapter can be reduced in size.
- By downsizing the inductor and the capacitor it is possible to realize a small AC adapter having a sufficient rated current capacity.
- a small AC adapter using a GaN high-speed switching element can be used as the above-described detachable AC adapter.
- the removable AC adapter can improve the portability of the computer 10. This is because the user can carry the computer 10 with the detachable AC adapter attached to the computer 10, thereby reducing the number of packages that need to be carried. Further, the user can remove the detachable AC adapter from the computer 10 as necessary, and carry the computer 10 alone. In this case, since the weight of the computer 10 is reduced by the amount of the detachable AC adapter, the portability of the computer 10 can be improved. Furthermore, the detachable AC adapter can contribute to effective use of the work space on the desk.
- the detachable AC adapter can be connected to the power connector (DC power input terminal) 21 via a power cable in the same manner as a normal AC adapter. In this case, an increase in the housing temperature of the computer 10 due to heat generated by the detachable AC adapter can be suppressed.
- the detachable AC adapter can be detachably mounted on the AC adapter mounting portion 25 of the computer 10.
- the AC adapter mounting unit 25 is realized, for example, as an AC adapter slot into which the entire detachable AC adapter can be inserted.
- the AC adapter mounting portion 25 is provided on the side surface of the computer main body 11, for example, the left side surface.
- the AC adapter mounting unit 25 is disposed, for example, below the keyboard 13.
- the AC adapter mounting portion 25 includes an opening on the left side surface of the computer main body 11 and a space extending from the opening toward the central portion of the computer main body 11. This space has a size that can accommodate a detachable AC adapter.
- an AC adapter built-in AC power supply device built in the computer 10 may be used.
- the battery 20 is detachably attached to the rear end portion of the computer main body 11, for example.
- the battery 20 may be a battery built in the computer 10.
- the computer 10 is driven by power from an AC power supply (for example, a detachable AC adapter) or power from the battery 20. If the detachable AC adapter is mounted on the AC adapter mounting portion 25 or if the detachable AC adapter is connected to the power connector 21 via the power cable, the computer 10 is powered by the power from the detachable AC adapter. Driven. The power from the detachable AC adapter is also used to charge the battery 20. While the detachable AC adapter is not electrically connected to the computer 10, the computer 10 is driven by the power from the battery 20.
- an AC power supply for example, a detachable AC adapter
- the computer main body 11 is provided with several USB ports 22, HDMI (High-Definition Multimedia Interface) output terminals 23, and RGB ports 24.
- USB ports 22 HDMI (High-Definition Multimedia Interface) output terminals 23, and RGB ports 24.
- FIG. 2 shows a detachable AC adapter 150.
- the detachable AC adapter 150 has a thin box-shaped housing.
- a power cable 150 ⁇ / b> A is led out from the front surface of the housing of the detachable AC adapter 150.
- a power plug is attached to the tip of the power cable 150A.
- the power cable 150A may be configured to be detachably connected to the power connector of the detachable AC adapter 150.
- the accommodation space of the AC adapter mounting portion 25 has a size that can accommodate the entire detachable AC adapter 150.
- the detachable AC adapter 150 has an AC adapter so that the front surface thereof is flush with the left side surface of the computer main body 11. It is attached to the attachment part 25.
- a connector is provided on the rear surface of the housing of the detachable AC adapter 150.
- FIG. 3 shows a case in which the detachable AC adapter 150 is used as an external AC power supply device.
- a power cable 150B for DC power output can be connected to the detachable AC adapter 150.
- a plug for DC power output is attached to the tip of the power cable 150B. Therefore, the detachable AC adapter 150 can be used as an external AC power supply device by connecting a plug for DC power output to the power supply terminal 21 of the computer 10.
- FIG. 4 shows the system configuration of the computer 10.
- the computer 10 includes a CPU 111, a system controller 112, a main memory 113, a graphics processing unit (GPU) 114, a sound codec 115, a BIOS-ROM 116, a hard disk drive (HDD) 117, an optical disc drive (ODD) 118, and a BT (Bluetooth). Trademark)) module 120, wireless LAN module 121, embedded controller / keyboard controller IC (EC / KBC) 130, system power supply circuit 141, charging circuit 142, and the like.
- the CPU 111 is a processor that controls the operation of each component of the personal computer 10.
- the CPU 111 executes various programs loaded from the HDD 117 to the main memory 113.
- the program includes an operating system (OS) 201 and various application programs.
- the CPU 111 also executes a basic input / output system (BIOS) stored in the BIOS-ROM 116 which is a nonvolatile memory.
- BIOS is a system program for hardware control.
- the GPU 114 is a display controller that controls the LCD 31 used as a display monitor of the personal computer 10.
- the GPU 114 generates a display signal (LVDS signal) to be supplied to the LCD 31 from display data stored in the video memory (VRAM) 114A. Further, the GPU 114 can generate an analog RGB signal and an HDMI video signal from the display data.
- the analog RGB signal is supplied to the external display via the RGB port 24.
- the HDMI output terminal 23 can send an HDMI video signal (uncompressed digital video signal) and a digital audio signal to an external display using a single cable.
- the HDMI control circuit 119 is an interface for sending an HDMI video signal and a digital audio signal to an external display via the HDMI output terminal 23.
- the system controller 112 is a bridge device that connects the CPU 111 and each component.
- the system controller 112 includes a serial ATA controller for controlling a hard disk drive (HDD) 117 and an optical disk drive (ODD) 118.
- the system controller 112 is connected to devices such as the USB port 22, the BT module 120, the wireless LAN module 121, the Web camera 32, and the fingerprint sensor 15.
- the EC / KBC 130 is a power management controller for executing power management of the computer 10, and is realized, for example, as a one-chip microcomputer incorporating a keyboard controller for controlling the keyboard (KB) 13 and the touch pad 14. Yes.
- the EC / KBC 130 has a function of powering on and off the computer 10 in accordance with the operation of the power switch 16 by the user. Control of power-on and power-off of the computer 10 is executed by joint operation of the EC / KBC 130 and the system power supply circuit 141.
- the system power supply circuit 141 supplies power (operating power Vcc) to each component in the computer 10 using power from the battery 20 (DC power) or power from the removable AC adapter 150 (DC power). It is the comprised power supply circuit.
- the power input terminal of the system power circuit 141 is connected to both the power connector 21 and the power connector 160 in the AC adapter mounting portion 25. Therefore, in any case where the detachable AC adapter 150 is connected to the power supply terminal 21 via the power cable or the detachable AC adapter 150 is mounted on the AC adapter mounting portion 25, the system The power supply circuit 141 can receive power (DC power) from the detachable AC adapter 150.
- the system power supply circuit 141 Upon receiving an ON signal transmitted from the EC / KBC 130, the system power supply circuit 141 supplies operating power to each component in the computer 10. In addition, upon receiving an OFF signal transmitted from the EC / KBC 130, the system power supply circuit 141 stops supplying operating power to each component.
- the EC / KBC 130 can communicate with each of the charging circuit 142 and the battery 20 via a serial bus.
- the charging circuit 142 is a circuit that charges the battery 20 using DC power from the detachable AC adapter 150.
- the charging circuit 142 includes a charger IC 143 configured to control a charging current and a charging voltage output from the charging circuit 142 to the battery 20.
- the charging current is a regulated output current of the charging circuit 142 and is used to charge the battery 20.
- the charging voltage is an adjusted output voltage of the charging circuit 142 and is also referred to as a battery voltage.
- the EC / KBC 130, the system power supply circuit 141, the charging circuit 142, and the charger IC 143 operate while the computer 10 is powered off.
- the power from the detachable AC adapter 150 is used not only to drive the system load (system component) but also to charge the battery 20. For this reason, when charging of the battery 20 is started, a large amount of current is drawn from the detachable AC adapter 150. As a result, the temperature of the detachable AC adapter 150 is likely to rise. The heat generated by the detachable AC adapter 150 causes an increase in the housing temperature of the computer main body 11, which may cause a low-temperature burn risk. Therefore, in this embodiment, the charger IC 143 is connected to the detachable AC adapter 150. It is configured to include a feedback loop (temperature feedback loop) that automatically reduces the charging current according to the temperature of the battery.
- a feedback loop temperature feedback loop
- the charger IC 143 has an input terminal (temperature monitoring pin) for monitoring the temperature of the detachable AC adapter 150, and the temperature of the detachable AC adapter 150 is a threshold while the battery 20 is being charged. When the temperature is exceeded, control is performed to reduce the charging current. Thereby, since heat generation of the detachable AC adapter 150 can be suppressed, the risk of low-temperature burns due to an increase in the casing temperature of the computer main body 11 can be reduced.
- the EC / KBC 130 monitors the temperature of the detachable AC adapter 150, and when the temperature of the detachable AC adapter 150 reaches the threshold temperature, the firmware of the EC / KBC 130 instructs the charging circuit 142 or the charger 143 to decrease the charging current. It is also possible to use a configuration in which However, when this configuration is used, the temperature of the detachable AC adapter 150 may exceed the temperature rating due to a response delay or hang-up of the EC / KBC 130. If the control of the charging current by the firmware is started early by setting the threshold temperature low, it may be possible to prevent the temperature of the detachable AC adapter 150 from exceeding the temperature rating.
- an excessive charging current limitation is performed in which the charging current is reduced even though the temperature of the detachable AC adapter 150 is within the allowable range, and thus the time required for charging the battery is reduced. May be prolonged.
- the charger IC 143 itself has the above-described temperature feedback loop, it is possible to quickly perform control for automatically reducing the charging current. Even while the temperature of the detachable AC adapter 150 is higher than the threshold temperature, the operation of charging the battery 20 is continued, and the battery 20 is charged with the reduced charging current. If the temperature of the detachable AC adapter 150 is lowered below the above threshold temperature or another threshold temperature lower than this threshold temperature while the battery 20 is being charged, the charging current of the battery 20 is restored to the original value.
- the charger IC 143 enables the above-described control to reduce the charging current only when the detachable AC adapter 150 is attached to the computer 10, and the detachable AC adapter 150 is connected to the power supply of the computer 10 via the power cable.
- it can be configured to disable the above-described control of reducing the charging current.
- This configuration can be easily realized by electrically coupling the temperature monitoring pin of the charger IC 143 only to the temperature terminal in the power connector 160, for example.
- FIG. 5 shows the configuration of the power supply subsystem of the computer 10.
- the detachable AC adapter 150 includes a temperature sensor 151.
- the temperature sensor 151 detects the temperature in the detachable AC adapter 150. This temperature sensor 151 can be realized by a thermistor.
- the detachable AC adapter 150 includes a + terminal 152A, a ⁇ terminal 152B, a temperature terminal 152C, and the like.
- the detachable AC adapter 150 When the detachable AC adapter 150 is connected to the power connector 21 of the computer 10 via the power cable, the + terminal 152A and the ⁇ terminal 152B of the detachable AC adapter 150 are connected to the power connector 21 via the power cable.
- the power cable does not have a signal line connected to the temperature terminal 152C. For this reason, the temperature terminal 152C is not connected to the power connector 21.
- DC power from the + terminal 152A of the detachable AC adapter 150 is supplied to the above-described system power circuit 141 via the power connector 21.
- the system power supply circuit 141 supplies power to the system load 10A.
- the system load 10 ⁇ / b> A is each component in the computer 10.
- the power connector 160 in the AC adapter mounting unit 25 has three terminals that are electrically connected to the + terminal 152A, the ⁇ terminal 152B, and the temperature terminal 152C of the detachable AC adapter 150, respectively.
- DC power from the + terminal 152 ⁇ / b> A of the detachable AC adapter 150 is supplied to the system power circuit 141 described above via the power connector 160.
- the temperature monitoring pin of the charger IC 143 is connected to the detachable AC adapter 150 via the power connector 160 of the AC adapter mounting unit 25 so as to receive a signal indicating the temperature of the detachable AC adapter 150 from the detachable AC adapter 150. Coupled to temperature terminal 152C.
- FIG. 6 shows a configuration of the charging circuit 142 including the charger IC 143.
- the charging circuit 142 is realized, for example, as a synchronous rectification type switching power supply.
- a high-side FET 301 and a low-side FET 302 are connected in series between the power input terminal VIN connected to the + terminal 152A of the detachable AC adapter 150 and the ground terminal.
- the inductor 303 and the capacitor 305 constitute a smoothing circuit.
- a current detection resistor 304 is inserted between the inductor 303 and the capacitor 305.
- the charger IC 143 functions as a DC / DC converter configured to control the charging current and the charging voltage by controlling the on-duty ratio of the high-side FET 301 that is a switching element.
- the charger IC 143 includes a high side FET driver block 311, a low side FET driver block 312, a driver logic unit 313, a pulse width modulation (PWM) generation unit 314, a current feedback unit 315, a voltage feedback unit 316, and a temperature feedback unit 317.
- the high-side FET driver block 311 performs switching control of the high-side FET 301 in accordance with the switch control signal S1 from the driver logic unit 313.
- the low-side FET driver block 312 performs switching control of the low-side FET 302 according to the switch control signal S2 from the driver logic unit 313.
- the switch control signal S2 is a complementary signal obtained by inverting the switch control signal S1.
- the low-side FET 302 is kept on during the period when the high-side FET 301 is off. Thereby, the low-side FET 302 functions as a synchronous rectifier (synchronous rectifier diode).
- the driver logic unit 313 generates the above-described switch control signals S1 and S2 in accordance with the PWM signal from the PWM generation unit 314.
- the PWM generation unit 314 includes a comparator 314A.
- the comparator 314A compares the triangular wave reference signal with the control signal, and generates a PWM signal such that the period during which the triangular wave voltage is higher than the control signal voltage is the on-duty period of the PWM signal. Therefore, the length of the on-duty period of the PWM signal, that is, the ratio of the on-period of the high-side FET 301 to the switching period (on-duty ratio) is changed according to the voltage of the control signal.
- a current feedback unit 315, a voltage feedback unit 316, and a temperature feedback unit 317 are used.
- the current feedback unit 315 includes two input terminals P1 and P2 for monitoring the charging current.
- the input terminal P1 is connected to the positive terminal of the current detection resistor 304, and the input terminal P2 is connected to the negative terminal of the current detection resistor 304.
- the error amplifier 315A in the current feedback unit 315 controls the voltage of the above control signal so that the charging current becomes constant.
- the current feedback unit 315 and the PWM generation unit 314 function as a current feedback loop that monitors the charging current and performs switching control of the switching element (high-side FET 301) according to the charging current. When this current feedback loop is dominant over other feedback loops, the current feedback loop controls the charging current for constant current charging with the constant current.
- the voltage feedback unit 316 includes an input terminal P3 for monitoring a charging voltage (battery voltage).
- the input terminal P3 is connected to a node between the current detection resistor 304 and the capacitor 305.
- the error amplifier 316A in the voltage feedback unit 316 controls the voltage of the above-described control signal so that the charging voltage (battery voltage) matches the reference voltage.
- the voltage feedback unit 316 and the PWM generation unit 314 function as a voltage feedback loop that monitors the charging voltage (battery voltage) and performs switching control of the switching element (high-side FET 301) according to the charging voltage (battery voltage). When this voltage feedback loop is dominant over other feedback loops, the voltage feedback loop controls the charging voltage (battery voltage) for constant voltage charging at the reference voltage. In other words, the charging current is controlled so that an adjusted charging voltage (battery voltage) is obtained.
- the temperature feedback unit 317 includes an input terminal P4 for monitoring the temperature of the detachable AC adapter 150.
- the input terminal P4 is coupled to the temperature terminal 152C of the detachable AC adapter 150 via the AC adapter mounting portion 25.
- the error amplifier 317A in the temperature feedback unit 317 controls the voltage of the control signal so that the charging current decreases when the temperature of the detachable AC adapter 150 exceeds the threshold temperature.
- the temperature feedback unit 317 and the PWM generation unit 314 perform control for reducing the charging current currently used in constant current charging or constant voltage charging when the temperature of the detachable AC adapter 150 exceeds a threshold temperature. Functions as a temperature feedback loop.
- the temperature feedback loop becomes more dominant than any other feedback loop.
- the output voltage of the temperature feedback unit 317 during the period when the temperature exceeds the threshold temperature may be set higher than the output voltage range of the other feedback units 315 and 316.
- the output voltage of the temperature feedback unit 317 is almost zero. Further, until the charging voltage (battery voltage) reaches a certain voltage, the output voltage of the voltage feedback unit 316 is also substantially zero. Therefore, the control signal is controlled only by the output voltage of the current feedback unit 315 until the charging voltage (battery voltage) reaches a certain voltage. Therefore, the charger IC 143 uses the current feedback unit 315 to switch the high-side FET so that the charging current becomes constant, and charges the battery 20 in the constant current charging mode.
- the feedback unit that controls the control signal transitions from the current feedback unit 315 to the voltage feedback unit 316.
- the output voltage of the voltage feedback unit 316 may be set higher than the output voltage range of the current feedback unit 315.
- the temperature of the detachable AC adapter 150 exceeds the threshold temperature.
- the voltage of the control signal is increased by the output voltage of the temperature feedback unit 317.
- the on-duty ratio of the high-side FET 301 is reduced and the charging current is reduced.
- the current supplied to the system load 10A is not limited, but the charging current of the battery 20 is reduced. Therefore, an increase in temperature of the detachable AC adapter 150 can be suppressed without affecting the operation of the system.
- the charger IC 143 starts control to reduce the charging current of the battery 20, and the temperature of the detachable AC adapter 150 is decreased to the first threshold temperature.
- the EC / KBC 130 may start a process of reducing the operation speed of the CPU 111 and some other devices.
- connection relationship between the feedback units 315 to 317 and the PWM generation unit 314 described with reference to FIG. 6 is an example, and the temperature of the detachable AC adapter 150 is the threshold temperature Th during constant current charging or constant voltage charging. Any configuration that can automatically reduce the on-duty ratio of the high-side FET 301 to reduce the charging current when the value exceeds the value can be used.
- FIG. 7 shows the operation of the charger IC 143 of FIG.
- the charger IC 143 first charges the battery 20 with a certain constant charging current (I2) using a current feedback loop for monitoring and controlling the charging current (constant current charging).
- I2 constant charging current
- V2 threshold voltage
- the charger IC 143 uses the voltage feedback loop to monitor and control the charging voltage to
- the battery is charged with a certain voltage (V2) (constant voltage charging).
- FIG. 8 shows the operation of the temperature feedback loop of the charger IC 143.
- the charger IC 143 first charges the battery 20 with a certain constant charging current (I2) using a current feedback loop for monitoring and controlling the charging current (constant current charging).
- I2 constant charging current
- the charging current is decreased.
- the control for reducing the charging current is stopped, and the charging current is the original charging current. Returned to (I2).
- the case where the temperature of the detachable AC adapter 150 exceeds the threshold temperature Th during constant current charging is illustrated, but the case where the temperature of the detachable AC adapter 150 exceeds the threshold temperature Th during constant voltage charging.
- control for reducing the charging current in use in constant voltage charging is performed.
- the control for reducing the charging current is stopped, and the charging current is returned to the adjusted original charging current.
- FIG. 9 shows another configuration of the power supply subsystem of the computer 10.
- the charger IC 143 is Coupled to the temperature terminal 152C of the detachable AC adapter 150. Therefore, not only when the detachable AC adapter 150 is inserted into the AC adapter mounting portion 25, but also when the detachable AC adapter 150 is connected to the power connector 21 via the power cable, the above-described temperature feedback loop is performed. Can function.
- the charger IC 143 has the input terminal P4 for monitoring the temperature of the detachable AC adapter 150, and the detachable AC is being charged while the battery 20 is being charged.
- the temperature of the adapter 150 exceeds the threshold temperature, control is performed to reduce the charging current. Thereby, the temperature rise of the detachable AC adapter 150 can be suppressed.
- the temperature feedback loop of the charger IC 143 can be applied not only to the detachable AC adapter 150 but also to a conventional external AC adapter, and also to a built-in AC adapter.
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Abstract
実施形態によれば、電子機器は、バッテリと、電源回路と、充電回路とを備える。前記電源回路は、AC電源装置からのDC電力または前記バッテリからのDC電力を使用して電子機器内のコンポーネントに電力を供給する。前記充電回路は、前記AC電源装置からのDC電力を使用して前記バッテリを充電する。前記充電回路は、前記充電回路から前記バッテリに出力される充電電流および充電電圧を制御するチャージャーICを備える。前記チャージャーICは、前記AC電源装置の温度を監視するための第1の入力端子を含み、前記バッテリを充電している間に前記AC電源装置の温度が第1の温度を超える場合、前記充電電流を減少させる制御を行う。
Description
本発明の実施形態は、バッテリ駆動可能な電子機器および同電子機器を含むシステムに関する。
近年、ノートブックタイプまたはラップトップタイプの各種ポータブルパーソナルコンピュータが開発されている。このようなコンピュータの電源ソースとしては、バッテリ、AC電源装置(ACアダプタ)等が使用される。
最近では、ACアダプタが高温状態であることが検出された場合にシステムの消費電力量を下げる電力管理技術も開発され始めている。
しかし、従来の電力管理技術は、マイクロコンピュータによって実行されるソフトウェアである、いわゆる「ファームウェア」の制御を用いて実現されている場合が多い。このため、マイクロコンピュータの応答遅れによるACアダプタ温度の過度な上昇が発生する場合がある。
本発明の目的は、AC電源装置の温度の上昇を抑制することができる電子機器およびシステムを提供することである。
実施形態によれば、電子機器は、バッテリと、電源回路と、充電回路とを具備する。前記電源回路は、AC電源装置からのDC電力または前記バッテリからのDC電力を使用して電子機器内のコンポーネントに電力を供給する。前記充電回路は、前記AC電源装置からのDC電力を使用して前記バッテリを充電する。前記充電回路は、前記充電回路から前記バッテリに出力される充電電流および充電電圧を制御するチャージャーICを備える。前記チャージャーICは、前記AC電源装置の温度を監視するための第1の入力端子を含み、前記バッテリを充電している間に前記AC電源装置の温度が第1の温度を超える場合、前記充電電流を減少させる制御を行うように構成されている。
以下、図面を参照して、実施形態を説明する。
まず、図1を参照して、一実施形態に係る電子機器の構成について説明する。この電子機器は、例えば、ノートブック型の携帯型パーソナルコンピュータ、タブレット端末、または他の各種携帯型電子機器として実現されうる。以下では、この電子機器が、ノートブック型の携帯型パーソナルコンピュータ10として実現されている場合を想定する。
まず、図1を参照して、一実施形態に係る電子機器の構成について説明する。この電子機器は、例えば、ノートブック型の携帯型パーソナルコンピュータ、タブレット端末、または他の各種携帯型電子機器として実現されうる。以下では、この電子機器が、ノートブック型の携帯型パーソナルコンピュータ10として実現されている場合を想定する。
図1は、ディスプレイユニットを開いた状態におけるコンピュータ10を正面側から見た斜視図である。本コンピュータ10は、バッテリ20から電力を受けるように構成されている。本コンピュータ10は、バッテリ20からの電力またはAC電源装置(ACアダプタ)からの電力を使用してコンピュータ10内のコンポーネントに電力(動作電力)を供給するように構成されている。
本コンピュータ10は、コンピュータ本体11と、ディスプレイユニット12とを備える。ディスプレイユニット12には、液晶表示装置(LCD)31のような表示装置が組み込まれている。さらに、ディスプレイユニット12の上端部には、カメラ(Webカメラ)32が配置されている。
ディスプレイユニット12は、コンピュータ本体11の上面が露出される開放位置とコンピュータ本体11の上面がディスプレイユニット12で覆われる閉塞位置との間を回動自在にコンピュータ本体11に取り付けられている。コンピュータ本体11は薄い箱形の筐体を有しており、その上面にはキーボード13、タッチパッド14、指紋センサ15、本コンピュータ10をパワーオン/オフするための電源スイッチ16、幾つかの機能ボタン17、およびスピーカ18A、18Bが配置されている。
また、コンピュータ本体11には、電源コネクタ(DC電源入力端子)21が設けられている。電源コネクタ21はコンピュータ本体11の側面、例えば左側面に設けられている。この電源コネクタ21には、AC電源装置が取り外し自在に接続される。AC電源装置としては、ACアダプタを用いることが出来る。ACアダプタは商用電源(交流(AC)電力)を直流(DC)電力に変換するAC電源装置である。
本実施形態では、上述のAC電源装置として、コンピュータ10に取り外し可能に装着される着脱式ACアダプタを使用することができる。コンピュータ用のACアダプタに要求される定格電流容量は比較的大きい。このため、従来、コンピュータ用のACアダプタの小型化は困難であった。
最近では、GaNチップを使用した高速スイッチング素子の開発が進められている。GaN製の高速スイッチング素子を使用することにより、ACアダプタ内のインダクタおよびキャパシタを小型化することができる。インダクタおよびキャパシタを小型化することにより、十分な定格電流容量を有する小型ACアダプタを実現することができる。
本実施形態においては、上述の着脱式ACアダプタとして、GaN製の高速スイッチング素子を使用した小型ACアダプタが使用され得る。着脱式ACアダプタはコンピュータ10の可搬性を向上することができる。なぜなら、ユーザは、着脱式ACアダプタをコンピュータ10に取り付けた状態でコンピュータ10を持ち運ぶことができるので、持ち運ぶことが必要な荷物の個数を削減できるからである。さらに、ユーザは、必要に応じて着脱式ACアダプタをコンピュータ10から取り外し、コンピュータ10のみを単体で持ち運ぶこともできる。この場合、コンピュータ10の重量は着脱式ACアダプタの分だけ軽くなるので、コンピュータ10の可搬性を向上することができる。さらに、着脱式ACアダプタは机上の作業スペースの有効利用にも貢献し得る。またさらに、着脱式ACアダプタは通常のACアダプタと同様に電源ケーブルを介して電源コネクタ(DC電源入力端子)21に接続することもできる。この場合、着脱式ACアダプタの発熱によるコンピュータ10の筐体温度の上昇を抑制することができる。
着脱式ACアダプタは、コンピュータ10のACアダプタ装着部25に取り外し可能に装着され得る。ACアダプタ装着部25は、例えば、着脱式ACアダプタ全体を挿入することができるACアダプタスロットとして実現されている。このACアダプタ装着部25はコンピュータ本体11の側面、例えば左側面に設けられている。ACアダプタ装着部25は、例えば、キーボード13の下方に配置されている。ACアダプタ装着部25は、コンピュータ本体11の左側面の開口と、この開口からコンピュータ本体11の中央部に向けて延在するスペースとを含む。このスペースは着脱式ACアダプタを収容可能なサイズを有している。なお、着脱式ACアダプタを使用する代わりに、コンピュータ10内に内蔵されるACアダプタ(内蔵AC電源装置)を使用しても良い。
バッテリ20は、例えば、コンピュータ本体11の後端部に取り外し自在に装着される。バッテリ20は本コンピュータ10に内蔵されるバッテリであってもよい。
本コンピュータ10は、AC電源装置(例えば着脱式ACアダプタ)からの電力またはバッテリ20からの電力によって駆動される。着脱式ACアダプタがACアダプタ装着部25に装着されているか、あるいは着脱式ACアダプタが電源ケーブルを介して電源コネクタ21に接続されているならば、本コンピュータ10は着脱式ACアダプタからの電力によって駆動される。また、着脱式ACアダプタからの電力は、バッテリ20を充電するためにも用いられる。着脱式ACアダプタが本コンピュータ10に電気的に接続されていない期間中は、本コンピュータ10はバッテリ20からの電力によって駆動される。
さらに、コンピュータ本体11には、幾つかのUSBポート22、HDMI(High-Definition Multimedia Interface)出力端子23、およびRGBポート24が設けられている。
図2は、着脱式ACアダプタ150を示す。図2に示されているように、着脱式ACアダプタ150は薄い箱形の筐体を有している。着脱式ACアダプタ150の筐体の前面からは、電源ケーブル150Aが導出されている。この電源ケーブル150Aの先端には電源プラグが付けられている。なお、電源ケーブル150Aは着脱式ACアダプタ150の電源コネクタに取り外し自在に接続されるように構成されていても良い。
ACアダプタ装着部25の収容スペースは着脱式ACアダプタ150全体を収容可能なサイズを有しており、着脱式ACアダプタ150はその前面がコンピュータ本体11の左側面と面一になるようにACアダプタ装着部25に装着される。着脱式ACアダプタ150の筐体の後面にはコネクタが設けられている。着脱式ACアダプタ150がACアダプタ装着部25に装着された場合には、着脱式ACアダプタ150のコネクタがACアダプタ装着部25内の電源コネクタに電気的に接続される。
図3は、着脱式ACアダプタ150を外部AC電源装置として使用するケースを示している。着脱式ACアダプタ150には、DC電源出力用の電源ケーブル150Bを接続することができる。この電源ケーブル150Bの先端にはDC電源出力用のプラグが付けられている。したがって、DC電源出力用のプラグをコンピュータ10の電源端子21に接続することにより、着脱式ACアダプタ150を外部AC電源装置として使用することもできる。
図4は、本コンピュータ10のシステム構成を示している。本コンピュータ10は、CPU111、システムコントローラ112、主メモリ113、グラフィクスプロセッシングユニット(GPU)114、サウンドコーデック115、BIOS-ROM116、ハードディスクドライブ(HDD)117、光ディスクドライブ(ODD)118、BT(Bluetooth(登録商標))モジュール120、無線LANモジュール121、エンベデッドコントローラ/キーボードコントローラIC(EC/KBC)130、システム電源回路141、充電回路142等を備えている。
CPU111は、パーソナルコンピュータ10の各コンポーネントの動作を制御するプロセッサである。CPU111は、HDD117からメインメモリ113にロードされる各種プログラムを実行する。プログラムは、オペレーティングシステム(OS)201及び各種アプリケーションプログラムを含む。
また、CPU111は、不揮発性メモリであるBIOS-ROM116に格納される基本入出力システム(BIOS)も実行する。BIOSはハードウェア制御のためのシステムプログラムである。
GPU114は、パーソナルコンピュータ10のディスプレイモニタとして使用されるLCD31を制御する表示コントローラである。GPU114は、ビデオメモリ(VRAM)114Aに格納される表示データからLCD31に供給すべき表示信号(LVDS信号)を生成する。さらに、GPU114は、表示データからアナログRGB信号及びHDMIビデオ信号を生成することもできる。アナログRGB信号はRGBポート24を介して外部ディスプレイに供給される。HDMI出力端子23は、HDMIビデオ信号(非圧縮のデジタル映像信号)と、デジタルオーディオ信号とを一本のケーブルで外部ディスプレイに送出することができる。HDMI制御回路119は、HDMIビデオ信号及びデジタルオーディオ信号をHDMI出力端子23を介して外部ディスプレイに送出するためのインタフェースである。
システムコントローラ112は、CPU111と各コンポーネントとの間を接続するブリッジデバイスである。システムコントローラ112は、ハードディスクドライブ(HDD)117及び光ディスクドライブ(ODD)118を制御するためのシリアルATAコントローラを内蔵している。また、システムコントローラ112には、USBポート22、BTモジュール120、無線LANモジュール121、Webカメラ32、指紋センサ15等のデバイスが接続される。
EC/KBC130は、本コンピュータ10の電力管理を実行するための電力管理コントローラであり、例えば、キーボード(KB)13およびタッチパッド14などを制御するキーボードコントローラを内蔵したワンチップマイクロコンピュータとして実現されている。EC/KBC130は、ユーザによる電源スイッチ16の操作に応じて本コンピュータ10をパワーオンおよびパワーオフする機能を有している。本コンピュータ10のパワーオンおよびパワーオフの制御は、EC/KBC130とシステム電源回路141との共同動作によって実行される。
システム電源回路141は、バッテリ20からの電力(DC電力)または着脱式ACアダプタ150からの電力(DC電力)を使用してコンピュータ10内の各コンポーネントに電力(動作電力Vcc)を供給するように構成された電源回路である。システム電源回路141の電源入力端子は、電源コネクタ21およびACアダプタ装着部25内の電源コネクタ160の双方に接続されている。このため、着脱式ACアダプタ150が電源ケーブルを介して電源端子21に接続されている場合、または着脱式ACアダプタ150がACアダプタ装着部25に装着されている場合のいずれのケースにおいても、システム電源回路141は、着脱式ACアダプタ150から電力(DC電力)を受けることができる。
EC/KBC130から送信されるON信号を受けると、システム電源回路141はコンピュータ10内の各コンポーネントに動作電力を供給する。また、EC/KBC130から送信されるOFF信号を受けると、システム電源回路141は各コンポーネントへの動作電力の供給を停止する。
EC/KBC130は、シリアルバスを介して、充電回路142及びバッテリ20の各々と通信することができる。充電回路142は着脱式ACアダプタ150からのDC電力を使用してバッテリ20を充電する回路である。この充電回路142は、充電回路142からバッテリ20に出力される充電電流および充電電圧を制御するように構成されたチャージャーIC143を備えている。充電電流は充電回路142の調整された出力電流であり、バッテリ20を充電するために使用される。充電電圧は充電回路142の調整された出力電圧であり、バッテリ電圧とも称される。
EC/KBC130、システム電源回路141、充電回路142およびチャージャーIC143は、本コンピュータ10がパワーオフされている期間中も動作する。
ところで、着脱式ACアダプタ150がACアダプタ装着部25に装着された状態においては、着脱式ACアダプタ150と外気との間の接触部分の面積が少なくなる。このため、着脱式ACアダプタ150の放熱が進まず、着脱式ACアダプタ150の発熱によってコンピュータ本体11の筐体温度が上昇する可能性がある。
上述したように、着脱式ACアダプタ150からの電力は、システム負荷(システムコンポーネント)を駆動するだけでなく、バッテリ20を充電するためにも使用される。このため、バッテリ20の充電が開始されると、多くの電流が着脱式ACアダプタ150から引き抜かれる。これによって着脱式ACアダプタ150の温度が上昇し易くなる。着脱式ACアダプタ150の発熱はコンピュータ本体11の筐体温度の上昇を引き起こし、これによって低温火傷の危険性が発生する場合がある
そこで、本実施形態においては、チャージャーIC143は、着脱式ACアダプタ150の温度に応じて充電電流を自動的に減少させるフィードバックループ(温度フィードバックループ)を含むように構成されている。すなわち、チャージャーIC143は、着脱式ACアダプタ150の温度を監視するための入力端子(温度監視用ピン)を有しており、バッテリ20を充電している間に着脱式ACアダプタ150の温度が閾温度を超える場合には、充電電流を減少させる制御を行う。これにより、着脱式ACアダプタ150の発熱を抑制することができるので、コンピュータ本体11の筐体温度の上昇による低温火傷の危険性を低減することができる。
そこで、本実施形態においては、チャージャーIC143は、着脱式ACアダプタ150の温度に応じて充電電流を自動的に減少させるフィードバックループ(温度フィードバックループ)を含むように構成されている。すなわち、チャージャーIC143は、着脱式ACアダプタ150の温度を監視するための入力端子(温度監視用ピン)を有しており、バッテリ20を充電している間に着脱式ACアダプタ150の温度が閾温度を超える場合には、充電電流を減少させる制御を行う。これにより、着脱式ACアダプタ150の発熱を抑制することができるので、コンピュータ本体11の筐体温度の上昇による低温火傷の危険性を低減することができる。
EC/KBC130が着脱式ACアダプタ150の温度を監視し、着脱式ACアダプタ150の温度が閾温度に達した時に、EC/KBC130のファームウェアが、充電回路142またはチャージャー143に充電電流の減少を指示するという構成を使用することもできる。しかし、この構成を使用した場合には、EC/KBC130の応答遅れやハングアップによって着脱式ACアダプタ150の温度が温度定格を超える可能性がある。もし閾温度を低く設定することによってファームウェアによる充電電流の制御を早めに開始すれば、着脱式ACアダプタ150の温度が温度定格を超えることを防止できるかもしれない。しかし、このようにすると、着脱式ACアダプタ150の温度が許容範囲内であるにもかかわらず充電電流が減少されるという過度な充電電流制限が行われてしまい、これによってバッテリの充電に要する時間が長引いてしまう可能性がある。本実施形態では、チャージャーIC143自体が上述の温度フィードバックループを有しているので、充電電流を自動的に減少させる制御を迅速に行うことができる。着脱式ACアダプタ150の温度が閾温度よりも高い期間中においても、バッテリ20を充電する動作は継続され、バッテリ20は減少させた充電電流で充電される。バッテリ20の充電中に着脱式ACアダプタ150の温度が上述の閾温度以下またはこの閾温度よりも低い別の閾温度以下に低下されると、バッテリ20の充電電流は元の値に戻される。
したがって、本実施形態では、過度な充電電流制限なしで、着脱式ACアダプタ150の温度が定格温度を超えることを防止できる。
また、チャージャーIC143は、着脱式ACアダプタ150がコンピュータ10に装着されている場合にのみ充電電流を減少させるという上述の制御を有効にし、着脱式ACアダプタ150が電源ケーブルを介してコンピュータ10の電源コネク21に接続されている場合には充電電流を減少させるという上述の制御を無効にするように構成され得る。この構成は、例えば、チャージャーIC143の温度監視用ピンを電源コネクタ160内の温度端子にのみ電気的に結合することによって容易に実現することができる。
図5は、本コンピュータ10の電源サブシステムの構成を示す。
着脱式ACアダプタ150は温度センサ151を備える。温度センサ151は着脱式ACアダプタ150内の温度を検知する。この温度センサ151はサーミスタによって実現し得る。着脱式ACアダプタ150は、+端子152A、-端子152B、および温度端子152C等を備えている。
着脱式ACアダプタ150は温度センサ151を備える。温度センサ151は着脱式ACアダプタ150内の温度を検知する。この温度センサ151はサーミスタによって実現し得る。着脱式ACアダプタ150は、+端子152A、-端子152B、および温度端子152C等を備えている。
着脱式ACアダプタ150が電源ケーブルを介してコンピュータ10の電源コネクタ21に接続される場合、着脱式ACアダプタ150の+端子152Aおよび-端子152Bが電源ケーブルを介して電源コネクタ21に接続される。電源ケーブルは温度端子152Cに繋がる信号線を有していない。このため、温度端子152Cは電源コネクタ21に接続されない。そして、着脱式ACアダプタ150の+端子152AからのDC電力は、電源コネクタ21を介して上述のシステム電源回路141に供給される。システム電源回路141はシステム負荷10Aに電力を供給する。システム負荷10Aはコンピュータ10内の各コンポーネントである。
ACアダプタ装着部25内の電源コネクタ160は、着脱式ACアダプタ150の+端子152A、-端子152B、および温度端子152Cにそれぞれ電気的に接続される3つの端子を有している。ACアダプタ150がコンピュータ10のACアダプタ装着部25に装着された場合には、着脱式ACアダプタ150の+端子152AからのDC電力は、電源コネクタ160を介して上述のシステム電源回路141に供給される。また、チャージャーIC143の温度監視用ピンは、着脱式ACアダプタ150の温度を示す信号を着脱式ACアダプタ150から受信するようにACアダプタ装着部25の電源コネクタ160を介して着脱式ACアダプタ150の温度端子152Cに結合される。
図6は、チャージャーIC143を含む充電回路142の構成を示す。
充電回路142は、例えば、同期整流型のスイッチング電源として実現されている。着脱式ACアダプタ150の+端子152Aに接続される電源入力端子VINとグランド端子との間には、ハイサイドFET301とローサイドFET302とが直列接続されている。インダクタ303およびキャパシタ305は平滑化回路を構成する。インダクタ303とキャパシタ305との間には電流検知用抵抗304が挿入されている。
充電回路142は、例えば、同期整流型のスイッチング電源として実現されている。着脱式ACアダプタ150の+端子152Aに接続される電源入力端子VINとグランド端子との間には、ハイサイドFET301とローサイドFET302とが直列接続されている。インダクタ303およびキャパシタ305は平滑化回路を構成する。インダクタ303とキャパシタ305との間には電流検知用抵抗304が挿入されている。
チャージャーIC143は、スイッチング素子であるハイサイドFET301のオンデューティ比を制御することによって充電電流および充電電圧を制御するように構成されたDC/DCコンバータとして機能する。
チャージャーIC143は、ハイサイドFETドライバーブロック311、ローサイドFETドライバーブロック312、ドライバーロジック部313、パルス幅変調(PWM)生成部314、電流フィードバック部315、電圧フィードバック部316、温度フィードバック部317を備える。ハイサイドFETドライバーブロック311は、ドライバーロジック部313からのスイッチ制御信号S1に応じてハイサイドFET301をスイッチング制御する。ローサイドFETドライバーブロック312は、ドライバーロジック部313からのスイッチ制御信号S2に応じてローサイドFET302をスイッチング制御する。スイッチ制御信号S2はスイッチ制御信号S1を反転することによって得られる相補信号である。ローサイドFET302は、ハイサイドFET301がオフ状態である期間中、オン状態に維持される。これにより、ローサイドFET302は同期整流器(同期整流ダイオード)として機能する。
ドライバーロジック部313は、PWM生成部314からのPWM信号に従って、上述のスイッチ制御信号S1,S2を生成する。PWM生成部314は、コンパレータ314Aを備える。このコンパレータ314Aは、三角波の基準信号と制御信号とを比較し、三角波の電圧が制御信号の電圧よりも高い期間がPWM信号のオンデューティ期間となるようなPWM信号を生成する。このため、制御信号の電圧に応じて、PWM信号のオンデューティ期間の長さ、つまり、スイッチング周期に対するハイサイドFET301のオン期間の比(オンデューティ比)が変化される。この制御信号を生成するために、電流フィードバック部315、電圧フィードバック部316、および温度フィードバック部317が用いられる。
電流フィードバック部315は、充電電流を監視するための2つの入力端子P1,P2を含む。入力端子P1は電流検知用抵抗304のポジティブ側端子に接続され、入力端子P2は電流検知用抵抗304のネガティブ側端子に接続される。電流フィードバック部315内のエラーアンプ315Aは、充電電流が一定になるように上述の制御信号の電圧を制御する。電流フィードバック部315とPWM生成部314は、充電電流を監視し、充電電流に応じてスイッチング素子(ハイサイドFET301)をスイッチング制御する電流フィードバックループとして機能する。この電流フィードバックループが他のフィードバックループに対して支配的な場合は、該電流フィードバックループにより、上記一定の電流での定電流充電のための充電電流の制御が行われる。
電圧フィードバック部316は、充電電圧(バッテリ電圧)を監視するための入力端子P3を含む。入力端子P3は電流検知用抵抗304とキャパシタ305との間のノードに接続される。電圧フィードバック部316内のエラーアンプ316Aは、充電電圧(バッテリ電圧)が基準電圧に一致するように上述の制御信号の電圧を制御する。電圧フィードバック部316とPWM生成部314は、充電電圧(バッテリ電圧)を監視し、充電電圧(バッテリ電圧)に応じてスイッチング素子(ハイサイドFET301)をスイッチング制御する電圧フィードバックループとして機能する。この電圧フィードバックループが他のフィードバックループに対して支配的な場合は、該電圧フィードバックループにより、基準電圧での定電圧充電のための充電電圧(バッテリ電圧)の制御が行われる。換言すれば、調整された充電電圧(バッテリ電圧)が得られるよう充電電流が制御される。
温度フィードバック部317は、着脱式ACアダプタ150の温度を監視するための入力端子P4を含む。入力端子P4はACアダプタ装着部25を介して着脱式ACアダプタ150の温度端子152Cに結合される。温度フィードバック部317内のエラーアンプ317Aは、着脱式ACアダプタ150の温度が閾温度を超えた場合に充電電流が減少するように制御信号の電圧を制御する。温度フィードバック部317とPWM生成部314は、着脱式ACアダプタ150の温度が閾温度を超えた場合に、定電流充電または定電圧充電において現在使用されている充電電流を減少させる制御を行うための温度フィードバックループとして機能する。着脱式ACアダプタ150の温度が閾温度を超える期間においては、温度フィードバックループが他のいずれのフィードバックループよりも支配的になる。例えば、温度が閾温度を超えている期間おける温度フィードバック部317の出力電圧は他のフィードバック部315,316の出力電圧範囲よりも高く設定されていてもよい。
いま、着脱式ACアダプタ150の温度が閾温度以下である場合を想定する。この場合、温度フィードバック部317の出力電圧はほぼゼロである。また、充電電圧(バッテリ電圧)がある電圧に達するまでは、電圧フィードバック部316の出力電圧もほぼゼロである。したがって、充電電圧(バッテリ電圧)がある電圧に達するまでは、電流フィードバック部315の出力電圧のみによって制御信号が制御される。したがって、チャージャーIC143は、電流フィードバック部315を使用して、充電電流が一定になるようにハイサイドFETをスイッチング制御して、バッテリ20を定電流充電モードで充電する。
充電電圧(バッテリ電圧)がある電圧に達した時、制御信号を制御するフィードバック部は電流フィードバック部315から電圧フィードバック部316に遷移する。例えば、電圧フィードバック部316の出力電圧は電流フィードバック部315の出力電圧範囲よりも高く設定されていてもよい。これにより、充電電圧(バッテリ電圧)がある電圧に達した後は、電圧フィードバック部316の出力電圧のみによって制御信号を制御することができる。
次に、着脱式ACアダプタ150の温度が閾温度を超えた場合を想定する。着脱式ACアダプタ150の温度が閾温度を超えた時、温度フィードバック部317の出力電圧によって制御信号の電圧が上昇される。これにより、ハイサイドFET301のオンデューティ比が低下され、充電電流が減少される。
このように、本実施形態では、着脱式ACアダプタ150の温度が閾温度を超えた場合に、システム負荷10Aに供給される電流を制限するのではなく、バッテリ20の充電電流が減少される。したがって、システムの動作に影響を与えることなく、着脱式ACアダプタ150の温度の上昇を抑制することができる。
なお、着脱式ACアダプタ150の温度が第1の閾温度を超えた場合に、チャージャーIC143が、バッテリ20の充電電流を減少させる制御を開始し、着脱式ACアダプタ150の温度が第1の閾温度よりも高い第2の閾温度を超えた場合に、EC/KBC130が、CPU111や他の幾つかのデバイスの動作速度を低下させる処理を開始してもよい。
また、図6で説明したフィードバック部315-317とPWM生成部314との間の接続関係は例示であり、定電流充電中にまたは定電圧充電中に着脱式ACアダプタ150の温度が閾温度Thを超えた場合にハイサイドFET301のオンデューティ比を自動的に下げて充電電流を減少させることが可能な任意の構成を使用することができる。
図7は、図6のチャージャーIC143の動作を示す。
ここでは、着脱式ACアダプタ150の温度が閾温度Th以下である場合を想定する。チャージャーIC143は、まず、充電電流を監視および制御するための電流フィードバックループを使用して、バッテリ20をある一定の充電電流(I2)で充電する(定電流充電)。充電電圧(出力電圧)がある閾電圧(V2)に達した時(図7のタイミングta)、チャージャーIC143は、充電電圧を監視および制御するための電圧フィードバックループを使用して、バッテリ20をある一定の電圧(V2)で充電する(定電圧充電)。バッテリ20が満充電状態になった時、例えば充電電流が充電終始電流まで低下した時に、バッテリ20の充電が終了される。
図8は、チャージャーIC143の温度フィードバックループの動作を示す。
ここでは、定電流充電中に着脱式ACアダプタ150の温度が閾温度Thを超えた場合を想定する。チャージャーIC143は、まず、充電電流を監視および制御するための電流フィードバックループを使用して、バッテリ20をある一定の充電電流(I2)で充電する(定電流充電)。着脱式ACアダプタ150の温度が閾温度Thを超えた時(図8のタイミングt1)、充電電流が減少される。充電電流が減少された後に、着脱式ACアダプタ150の温度が閾温度Th以下に低下すると(図8のタイミングt2)、充電電流を減少させるための制御は停止され、充電電流は元の充電電流(I2)に戻される。
なお、ここでは、定電流充電中に着脱式ACアダプタ150の温度が閾温度Thを超えた場合を例示したが、定電圧充電中に着脱式ACアダプタ150の温度が閾温度Thを超えた場合にも、同様にして、定電圧充電において使用中の充電電流を減少させる制御が行われる。そして、着脱式ACアダプタ150の温度が閾温度Th以下に低下した時に、充電電流を減少させるための制御は停止され、充電電流は調整された元の充電電流に戻される。
図9は、本コンピュータ10の電源サブシステムの他の構成を示す。
図9においては、着脱式ACアダプタ150がACアダプタ装着部25に挿入された場合だけでなく、着脱式ACアダプタ150が電源ケーブルを介して電源コネクタ21に接続された場合にも、チャージャーIC143は着脱式ACアダプタ150の温度端子152Cに結合される。よって、着脱式ACアダプタ150がACアダプタ装着部25に挿入された場合だけでなく、着脱式ACアダプタ150が電源ケーブルを介して電源コネクタ21に接続された場合にも、上述の温度フィードバックループを機能させることができる。
図9においては、着脱式ACアダプタ150がACアダプタ装着部25に挿入された場合だけでなく、着脱式ACアダプタ150が電源ケーブルを介して電源コネクタ21に接続された場合にも、チャージャーIC143は着脱式ACアダプタ150の温度端子152Cに結合される。よって、着脱式ACアダプタ150がACアダプタ装着部25に挿入された場合だけでなく、着脱式ACアダプタ150が電源ケーブルを介して電源コネクタ21に接続された場合にも、上述の温度フィードバックループを機能させることができる。
以上説明したように、本実施形態によれば、チャージャーIC143は、着脱式ACアダプタ150の温度を監視するための入力端子P4を有しており、バッテリ20を充電している間に着脱式ACアダプタ150の温度が閾温度を超える場合には、充電電流を減少させる制御を行う。これにより、着脱式ACアダプタ150の温度の上昇を抑制することができる。
なお、チャージャーIC143の温度フィードバックループは着脱式ACアダプタ150に適用できるのみならず、従来の外付け型のACアダプタに適用することもできるし、内蔵型のACアダプタにも適用することができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
Claims (8)
- バッテリと、
AC電源装置からのDC電力または前記バッテリからのDC電力を使用して電子機器内のコンポーネントに電力を供給する電源回路と、
前記AC電源装置からのDC電力を使用して前記バッテリを充電する充電回路であって、前記充電回路から前記バッテリに出力される充電電流および充電電圧を制御するチャージャーICを備える充電回路とを具備し、
前記チャージャーICは、前記AC電源装置の温度を監視するための第1の入力端子を含み、前記バッテリを充電している間に前記AC電源装置の温度が第1の温度を超える場合、前記充電電流を減少させる制御を行うように構成されている電子機器。 - 前記AC電源装置は前記電子機器のAC電源装着部に取り外し可能に装着されるACアダプタであり、前記第1の入力端子は、前記AC電源装置の温度を示す信号を前記AC電源装置から受信するように前記AC電源装着部を介して前記AC電源装置に結合される請求項1記載の電子機器。
- 前記AC電源装置は前記電子機器のAC電源装着部に取り外し可能に装着されるACアダプタであり、
前記チャージャーICは、前記AC電源装置が前記電子機器のAC電源装着部に装着されている場合、前記充電電流を減少させる制御を有効にし、前記AC電源装置が電源ケーブルを介して前記電子機器のDC電源入力端子に接続されている場合、前記充電電流を減少させる制御を無効にする請求項1記載の電子機器。 - 前記チャージャーICは、前記充電電流を監視するための第2の入力端子および前記充電電圧を監視するための第3の入力端子を含み、前記AC電源装置の温度が第1の温度以下である場合、定電流充電および定電圧充電を行うために前記充電電流および前記充電電圧を制御し、前記バッテリを前記定電流充電または定電圧充電を使用して充電している間に前記AC電源装置の温度が前記第1の温度を超える場合、前記定電流充電または定電圧充電において現在使用されている充電電流を減少させる請求項1記載の電子機器。
- 前記チャージャーICは、前記AC電源装置の温度が前記第1の温度以下または前記第1の温度よりも低い第2の温度以下に低下した場合、前記充電電流を下げる制御を停止して前記充電電流を元の値に戻す請求項1記載の電子機器。
- 電子機器と、前記電子機器のAC電源装着部に取り外し可能に装着可能なAC電源装置とを備えるシステムであつて、
前記電子機器は、
バッテリと、
前記AC電源装置からのDC電力または前記バッテリからのDC電力を使用して電子機器内のコンポーネントに電力を供給する電源回路と、
前記AC電源装置からのDC電力を使用して前記バッテリを充電する充電回路であって、前記充電回路から前記バッテリに出力される充電電流および充電電圧を制御するチャージャーICを備える充電回路とを具備し、
前記チャージャーICは、前記AC電源装置の温度を監視するための第1の入力端子を含み、前記バッテリを充電している間に前記AC電源装置の温度が第1の温度を超える場合、前記充電電流を減少させる制御を行うように構成されているシステム。 - 前記チャージャーICの前記第1の入力端子は、前記AC電源装置の温度を示す信号を前記AC電源装置から受信するように前記AC電源装着部を介して前記AC電源装置に結合される請求項6記載のシステム。
- 前記チャージャーICは、前記AC電源装置が前記電子機器のAC電源装着部に装着されている場合、前記充電電流を減少させる制御を有効にし、前記AC電源装置が電源ケーブルを介して前記電子機器のDC電源入力端子に接続されている場合、前記充電電流を減少させる制御を無効にする請求項6記載のシステム。
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