[发明专利]数据处理系统,电源装置和数据处理系统上使用该装置的方法

说明书

本发明涉及一种由电池和电源装置驱动的数据处理系统以及一种向该数据处理系统供电的方法。更具体地说，本发明涉及一种数据处理系统，该系统与一个外部交流电源(以下称作AC电源)和一个内装电池由电源线连接，AC电源和电池彼此并联，而且，该系统由其中之一个电源向其供电；本发明还涉及一种电源装置和使用该电源装置向数据处理系统供电的方法。更详细地说，本发明涉及一种数据处理系统，该系统具有一个内装的可充电电池，并支持完全放电功能，而且该系统在完全放电模式下运行时即使用户误将电池取出也不会被关闭；本发明还涉及一个电源装置和一种使用该电源装置向数据处理装置供电的方法。

随着技术的不断发展，考虑到便携性和户外使用而设计成紧凑和轻巧的个人计算机，即所谓的笔记本电脑已被广泛使用。目前可从市场上得到的几乎所有笔记本电脑不但由外部AC电源(通常为商用电源)，而且可还由套装的内部电池(之后称作为“电池盒”)供电，电池是在不能利用商用电源时向其供电的。通常使用诸如Nicd、NiMH或Lilon之类的可充电电池作为笔记本电脑的内装电池。作为内装电池的一种通用的充电形式是它接收来自AC电源的电能，该AC电源与电池盒并联地连接到该系统上(这将在下面描述)。

图4示出了一个传统笔记本电脑10的电源通路的示例(以下将笔记本电脑称作为“系统”)。该系统10经一个AC/DC转换器1接收来自AC电源2的电能，或是从一个(可充电的)电池盒3接收电能。该转换器1是一个将AC电压转换成DC电压的设备，以便于系统10能使用AC电源2，转换器一般设计成能输出一个大约为20V的恒压。该电池盒3包括，例如，8节电池，每节电池约为1.2伏，这些电池串联连接输出一个大约为7.4到15伏的总电压。当AC/DC转换器符合电池充电操作的特性，如CVCC(恒压和恒流)或CVCWCC(恒压、恒定功率和恒流)，通常，如图4所示，AC电源2的电源线和电池盒3的电源线在点P处并联，因此，电池盒3可由AC电源2充电。开关电路SW1和SW2分别串联在AC/DC转换器1和电池盒3的电源线上。对于这些开关电路使用如P沟道金属氧化物场效应管(P-channel MOSFET)。开关电路在其栅极接收控制信号，然后根据控制信号的电压高低接通或断开。当从AC电源2向系统10供电时接通SW1，而当由AC电源对电池盒3充电时接通开关SW1和SW2(见图5A)。另外，由电池盒3向系统10供电时，接通开关SW2，为了防止电流回流到AC/DC转换器而断开SW1(见图5B)，这种回流是由电位差引起的。

一个将给定DC电压转换成不同的DC电压的DC/DC转换器(图中未示出)串联在电源2、3和系统10之间的电源线上，用于将AC电源2或电池盒3的末端电压降到适合于系统10运行的程度(3.3V或5V)。

包括上述电源线路的笔记本电脑通常利用下面方式进行供电操作。

(1)当AC电源2和电池盒3都连接在系统10上时，优先由AC电源2向系统10供电，因为它具有无穷的能量。

(2)仅当AC电源与系统10不连接(即，不能利用AC电源)时，才由电池盒3向系统10供电。

(3)由AC电源2供给的电能优先分配给系统10运行，仅当系统的运行速度被降低并具有足够的剩余能量时才使用AC电源2的电能对电池盒3充电。

由AC电源2供电和电池3的充电及放电都受系统10控制，这种控制是这样进行的，系统10监测电池盒3的末端电压并检测充电或放电的完成情况。为了执行这种供电的控制，某些计算机系统除了主CPU以外还包括专用处理器(之后称作为“电源控制器”)。此外，还广泛使用“智能电池”，该智能电池是一个电池组，该电池组包括各种用于检测电池盒3的末端电压、电流和温度的传感器和一个用于处理传感器的输出的控制器(之后称作为“充电控制器”)。充电控制器累加来自电池的电流来确定电池的剩余能量。例如，当充电控制累加电池的放电电流并确定电池的剩余能量等于或低于预定值(充电开始电压)时，充电控制器向系统的电源控制器发出一个信息，开始对电池3充电。当充电控制器在充电过程中累加流向电池的充电电流并确定电池被完全充足了电时，充电控制器就向电源控制器输出一个信息中止充电。根据该信息，电源控制器接通或断开SW1和SW2。应该注意，智能电池已公开于如日本未审专利公开平5-184098号上，该份专利申请已转让给了本申请人。