DE4414943B4

DE4414943B4 - Batterieversorgungsvorrichtung

Info

Publication number: DE4414943B4
Application number: DE4414943A
Authority: DE
Inventors: Man-Seob Kim
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1993-04-28
Filing date: 1994-04-28
Publication date: 2005-07-21
Anticipated expiration: 2014-04-29
Also published as: DE4414943A1; JPH06332579A; KR0138350B1; US5825100A

Abstract

Batterieversorgungsvorrichtung für ein elektronisches Gerät mit
– einer Hauptbatterie (301),
– einer Wechselbatterie (304),
– einer Batteriedetektoreinrichtung (302), die erfasst,
ob die Hauptbatterie (301) eingesetzt ist, und
– einer Versorgungssteuereinrichtung (103a, b, c, d), an der das Ausgangssignal der Batteriedetektoreinrichtung (302) liegt, und die die Versorgungsenergie für das elektronische Gerät ausgibt, wobei
die Hauptbatterie (301), die Wechselbatterie (304) und die Versorgungssteuereinrichtung (103a, b, c, d) so geschaltet sind, dass bei eingesetzter Hauptbatterie (301) die Energieversorgung von der Hauptbatterie (301) und bei fehlender Hauptbatterie (301) die Energieversorgung von der Wechselbatterie (304) kommt, und
die Versorgungssteuereinrichtung (103a, b, c, d) auf ein Signal von der Batteriedetektoreinrichtung (302), dass die Hauptbatterie (301) fehlt, die Versorgung über eine Schalteinrichtung auf einen Unterbrechungsbetrieb mit niedrigem Energieverbrauch umschaltet, dadurch gekennzeichnet dass,
– die Schalteinrichtung zum Umschalten auf den Unterbrechungsbetrieb aus einem Schalter besteht, der von der Versorgungssteuereinrichtung...

Description

Die Erfindung betrifft eine Batterieversorgungsvorrichtung für ein elektronisches Gerät nach dem Gattungsbegriff des Patent anspruchs 1.

Eine derartige Batterieversorgungsvorrichtung ist in der älteren deutschen Patentanmeldung DE 44 13 674 A1 beschrieben.

Tragbare elektronische Geräte wie beispielsweise Notebook- Computer oder Zeichenstift-PC-Computer werden im Allgemeinen über eine Batterie mit Energie versorgt, so dass sie zwar bequem mitzunehmen sind, jedoch auf Grund der begrenzten Energieversorgung, d.h. auf Grund der begrenzten Kapazität der Batterien nicht ununterbrochen über längere Zeitintervalle betrieben werden können. Bei den meisten derartigen Geräten sind daher Maßnahmen zur Energieeinsparung getroffen. Es gibt beispielsweise eine Batterieversorgung, die die Energieversorgung zu den Teilen unterbricht, die große Mengen an Strom ziehen, wenn es sich herausstellt, dass der Benutzer das Gerät nicht benutzt. Bei den meisten derartigen Systemen sind Schalter zum Wählen der Energieversorgung, d.h. zum Aufnehmen der Energie von den Batterien oder von einer äußeren Energiequelle über einen Wechselstromadapter vorgesehen, so dass die Energieversorgung je nach Wahl des Benutzers erfolgen kann.

Wenn daher festgestellt wird, dass die Batterie bis auf einen gefährlich niedrigen Ladezustand entladen ist, kann der Benutzer dementsprechend gewarnt werden. Wenn ein derartiger Zustand erkannt wird, kann der Benutzer den Wechselstromadapter an eine äußere Energiequelle anschließen und einen Versorgungsschalter so betätigen, dass die Energie über den Wechselstromadapter zugeführt wird. Wenn ein externer Energieversorgungsanschluss nicht verfügbar ist, dann müssen die Batterien ausgetauscht werden, wobei bei einem tragbaren Computer die Daten auf einer Platte gesichert werden sollten, um einen Verlust an löschbaren Daten zum Zeitpunkt der Unterbrechung der Energieversorgung zu vermeiden. Die Durchführung dieser Arbeitsschritte ist für den Benutzer aufwendig und lästig.

Um diese Schwierigkeit zu beseitigen, ist in der US-PS 5 230 074 ein Versorgungsmanagementsystem vorgeschlagen worden, das bei einem niedrigen Batterieladezustand Unterbrechungen aus führt. Dabei wird die Energieversorgung eines dynamischen Speichers mit direktem Zugriff DRAM über eine Ersatzbatterie beim Abtrennen der Hauptbatterie aufrechterhalten. Die Arbeit des Computers wird nach dem Einbau einer neuen Hauptbatterie wieder aufgenommen.

Wenn jedoch bei der obigen Ausbildung ein niedriger Batterieladezustand nicht festgestellt wird, und die Hauptbatterie aus irgendwelchen Gründen, beispielsweise infolge einer Sorglosigkeit des Benutzers, abgetrennt oder herausgenommen wird, wird eine derartige Unterbrechung des Betriebes nicht bewirkt. Obwohl die Versorgung des DRAM durch die Ersatzbatterie aufrechterhalten wird, treten daher Datenverluste auf, da die Energieversorgung der Zentraleinheit CPU unterbrochen wird, ohne dass deren Information im DRAM gespeichert wurde.

Während des normalen Betriebes lädt darüber hinaus die Hauptbatterie die Ersatzbatterie auf, die den DRAM mit Energie versorgt, was die Lebensdauer der Hauptbatterie verkürzt. Die Ersatzbatterie kann weiterhin nur bis zum Zustand der Hauptbatterie aufgeladen werden, der ein niedriger Ladezustand sein kann. Wenn daher die Hauptbatterie nicht herausgenommen und in ausreichend kurzer Zeit ersetzt wird, dann wird die Energieversorgung des DRAM frühzeitig infolge der ungewöhnlich kurzen Versorgung durch die Ersatzbatterie unterbrochen, was einen Datenverlust zur Folge hat.

Durch die Erfindung soll daher eine Batterieversorgungsvorrichtung geschaffen werden, die die oben erwähnten Schwierigkeiten beseitigt.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht daher darin, ein Batterieversorgungsvorrichtung für ein elektronisches Gerät zu schaffen, bei der Datenverluste bei einer Energieversorgung durch die Ersatzbatterie vermieden sind.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Ausbildung gelöst, die im Patentanspruch 1 angeben ist.

Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen
1 das Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels der Batterieversorgungsvorrichtung,
2A und 2B schematisch den Aufbau der Batteriedetektoreinrichtung bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel,
3 ein Flufldiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der Versorgungssteuerung in 1,
4 ein Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels der Batterieversorgungsvorrichtung,
5 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der Versorgungssteuerung in 4,
6 ein Blockschaltbild eines dritten Ausführungsbeispiels der Batterieversorgungsvorrichtung,
7 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der Versorgungssteuerung in 6,
8 ein Blockschaltbild eines vierten Ausführungsbeispiels der Batterieversorgungsvorrichtung,
9 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der Versorgungssteuerung in 8,
10 ein Blockschaltbild einer herkömmlichen Batterieversorgungsvorrichtung, und
11 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der Versorgungssteuerung in 10.
10 zeigt in einem Blockschaltbild eine herkömmliche Batterieversorgungsvorrichtung. Die Vorrichtung weist eine Batterie 101, einen Batteriezustandsdetektor 102, eine Versorgungssteuerung 103, eine Batteriezustandsanzeige 104, einen Versorgungsschalter 105, ein Hauptsystem 106, einen Wechselstromadapter 107 und einen Stecker 108 auf.
Wie es in 10 dargestellt ist, vergleicht der Bat teriezustandsdetektor 102 die Ausgangsspannung der Batterie 101 mit einer bestimmten Spannung, so daß er den geladenen oder entladenen Zustand der Batterie prüft. Wenn somit die Ausgangsspannung von der Batterie 101 kleiner als die oder gleich der bestimmten Spannung ist, dann wird festgestellt, daß die Batterie entladen ist. Anderenfalls wird festgestellt, daß die Batterie geladen ist. Das Ergebnis dieser Feststellung liegt an der Versorgungssteuerung 103. Die Batteriezustandsanzeige 104 zeigt das Ergebnis vom Batteriezustandsdetektor 102 an, wodurch der Benutzer den entladenen Zustand der Batterie 101 bemerken kann. Der Versorgungsschalter 105 wird betätigt, um die Energieversorgung zum Hauptsystem 106 entweder über die Batterie 101 oder über eine äußere Energiequelle mittels des Wechselstromadapters 107 zu wählen, der eine Wechselstromversorgung in eine Gleichstromversorgung umsetzt. Um das Hauptsystem 106 über den Wechselstromadapter mit Energie von außen zu versorgen, muß der Stecker 108 mit einem Auslaß 109 verbunden werden.
11 zeigt ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der Versorgungssteuerung in 10.
Wie es in 11 dargestellt ist, wird in einem Schritt 201 ermittelt, ob die Batterieversorgung oder eine Energieversorgung von außen gewählt ist, und geht der Arbeitsablauf auf den Schritt 202, wenn die Batterie 101 gewählt ist, und auf den Schritt 205 über, wenn die äußere Energieversorgung gewählt ist. Im Schritt 202 wird das Hauptsystem 106 von der Batterie 101 mit Energie versorgt, und im Schritt 205 wird das Hauptsystem 106 über den Wechselstromadapter 107 mit Energie von außen versorgt. Wenn im Schritt 201 festgestellt wird, daß die Batterieversorgung gewählt ist, dann wird im Schritt 203 der Ladezustand der Batterie unter Verwendung des Ausgangssignals des Batteriezustandsdetektors 102 ermittelt. Wenn die Batterie 101 ent laden ist, geht der Arbeitsablauf auf den Schritt 204 über, in dem die Batteriezustandsanzeige 104 den entladenen Zustand anzeigt. Die obigen Arbeitsschritte werden fortlaufend ausgeführt, solange die Versorgungssteuerung 103 mit Energie versorgt wird.
Bei an die äußere Energiequelle angeschlossener Vorrichtung kann der Benutzer jedoch den Versorgungsschalter 105 für die äußere Energieversorgung nicht richtig betätigt haben, so daß das Hauptsystem 106 weiter über die Batterieversorgung arbeitet. Unter diesen Umständen kann das Hauptsystem 106 ohne Vorbereitung abgeschaltet werden, obwohl der entladene Zustand der Batterie 101 im Schritt 204 angezeigt wurde, so daß Daten des Hauptsystems 106 verloren gehen.
Obwohl es in 10 nicht dargestellt ist, gibt es eine derartige herkömmliche Vorrichtung mit einer Ersatzbatterie. Obwohl der Versorgungsschalter nach dem Schritt 204 nicht betätigt wurde, wird in diesem Fall die Energie von der Ersatzbatterie zugeführt. Die herkömmliche Ersatzbatterie hat jedoch nur eine kleine Kapazität, die nur eine normale Batterienutzung bei einer Stromstärke von wenigen Ampere über 4 bis etwa 5 Minuten erlaubt. Der Benutzer sollte daher den Batterieaustausch sehr schnell innerhalb weniger Minuten ausführen.
1 zeigt ein Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Batterieversorgungsvorrichtung. Die in 1 dargestellte Batterieversorgungsvorrichtung weist eine Hauptbatterie 301, einen Batteriedetector 302, eine Versorgungssteuerung 103a, eine Wechselbatterie 304, eine den Rückstrom sperrende Diode 305, einen Feldeffekttransistor 306, der dazu parallel geschaltet ist, ein Hauptsystem 106 und eine Versorgungszustandsanzeige 303 auf.
Wenn das Hauptsystem 106 in 1 mit Energie versorgt wird, dann führt es verschiedene Funktionen durch. Bei einem Notebook-Computer enthält das Hauptsystem den logischen Kern, ein Plattenlaufwerk HDD, ein Diskettenlaufwerk FDD und einen Flüssigkristallanzeigeschirm, wobei die Energieversorgung über die Versorgungssteuerung 103a gesteuert wird.
Die Wechselbatterie 304, die innen eingebaut und von der Hauptbatterie 301 getrennt ist, hat eine Stromkapazität und einen Ausgangsspannungspegel, die etwas kleiner als die der Hauptbatterie sind, und ist mit der Versorgungssteuerung 103a durch die Parallelschaltung der Diode 305 und des Feldeffekttransistors 306 verbunden.
Der Batteriedetektor 302, der feststellt, ob die Hauptbatterie eingesetzt ist, kann in verschiedener Weise ausgebildet sein, ein Ausführungsbeispiel wird später anhand der 2A und 2B beschrieben.
Die Versorgungszustandsanzeige 303 zeigt den Einbauzustand der Hauptbatterie 301 an. Beispielsweise wird die Versorgungszustandsanzeige 303, die eine Leuchtdiode sein kann, zum Aufleuchten gebracht, wenn die Hauptbatterie 301 herausgenommen oder abgetrennt wird, um dadurch den Benutzer dazu zu bringen, die Hauptbatterie wieder einzusetzen.
Die Versorgungssteuerung 103a besteht aus einem Versorgungsmanagementprozessor, der die Energieversorgung des Hauptsystems 106 steuert, was im folgenden anhand von 3 beschrieben wird.
Wie es in 3 dargestellt ist, wird im Schritt 501 ein logisches Signal vom Batteriedetektor 302 empfangen, um festzustellen, ob die Hauptbatterie 301 eingesetzt ist. wenn die Hauptbatterie 301 eingesetzt ist, geht der Arbeitsablauf auf den Schritt 502 über, in dem die Energieversorgung von der Hauptbatterie 301 kommt. Da zu diesem Zeitpunkt die Ausgangsspannung der Hauptbatterie 301 höher als die der Wechselbatterie 304 ist, ist die Diode 305 in Sperrichtung vorgespannt, so daß sie sperrt und kein Strom von der Wech selbatterie fließt. Wenn jedoch im Schritt 501 festgestellt wird, daß die Hauptbatterie 301 nicht eingesetzt ist, das heißt, daß die Hauptbatterie herausgenommen ist, dann geht der Arbeitsablauf auf den Schritt 503 über und wird die Diode 305 leitend, so daß die Energieversorgung fortgesetzt wird, allerdings von der Wechselbatterie 304, und die Versorgungszustandsanzeige 303 anzeigt, daß die Hauptbatterie 301 abgetrennt ist. Wenn daher die Versorgungssteuerung 103a feststellt, daß die Hauptbatterie herausgenommen ist, dann wird der Feldeffekttransistor 306 durchgeschaltet, um für eine fortgesetzte Energieversorgung über den Feldeffekttransistor 306 zu sorgen. Wenn die Versorgungssteuerung 103a mit der Betriebsfunktion der Unterbrechung versehen ist, dann wird im Schritt 504 die Energieversorgung auf den Unterbrechungsbetrieb umgeschaltet, da die Kapazität der Wechselbatterie 304 im allgemeinen kleiner als die der Hauptbatterie 301 ist. Durch das Umschalten auf den Unterbrechungsbetrieb wird die Zeit der Energieversorgung von der Wechselbatterie 304 länger, so daß ein ausreichendes Zeitintervall für den Benutzer zum Austausch der Hauptbatterie 301 sichergestellt ist.
Der Versorgungsbetrieb der Unterbrechungssteuerung ist eine bestimmte Betriebsweise, in der nur die notwendige Energie in Abhängigkeit von der ermittelten Benutzung des Systems anliegt, wodurch der Verbrauch an elektrischer Energie in Grenzen gehalten wird. Das ist üblich für beliebige Systeme, die über Batterien mit Energie versorgt werden. Die folgende Tabelle 1 zeigt die verschiedenen Arten der Energieversorgung, die bei einem Notebook-Computer verwandt werden können.
Tabelle 1
Das ist nur ein Beispiel der verschiedenen Betriebsarten, die durch den Hersteller vorgesehen werden können. Die einzelnen Funktionen, die aktiviert oder deaktiviert werden, werden entsprechend den jeweiligen Betriebsarten festgelegt, der Unterbrechungsbetrieb wird jedoch im allgemeinen von allen Herstellern vorgesehen. Im Unterbrechungsbetrieb ist die gesamte Energieversorgung mit der Ausnahme der Versorgung abgeschaltet, die zum Fortsetzen des Systembetriebs erforderlich ist. Die verarbeiteten Daten werden beispielsweise an einem bestimmten Bereich des DRAM angeordnet, wo sie während des Unterbrechungsbetriebes gespeichert sind. Eine Darstellung der Unterbrechung und Wiederaufnahme des Betriebes eines derartigen Systems findet sich in der US-PS 5 021 983 .
Wie es in 3 dargestellt ist, wird im Schritt 505 ermittelt, ob der Benutzer die Hauptbatterie 301 wieder eingesetzt hat, wobei dann, wenn das der Fall ist, der Arbeitsablauf auf den Schritt 506 übergeht, in dem die Energieversorgung so umgeschaltet wird, daß sie wieder von der Hauptbatterie 301 kommt. Im Schritt 507 erfolgt eine Wiederaufnahme, die das System auf die ursprüngliche Betriebsweise, d.h. auf die Betriebsweise vor dem Schritt 504 zurückbringt. Die an dem bestimmten Bereich des DRAM Speichers gespeicherten Daten werden dann in die Betriebsbereiche wieder umgeladen. Die Schritte in 3 werden so lange ausgeführt, wie die Energieversorgung anliegt.
Das heißt mit anderen Worten, daß die Versorgungssteuerung 103a in 1 die Energieversorgung so steuert, daß sie von der Hauptbatterie 301 kommt, wenn der Batteriedetektor 302 das richtige Einsetzen der Hauptbatterie 301 meldet. Sie steuert die Energieversorgung so, daß sie von der Wechselbatterie 304 kommt, wenn festgestellt wird, daß die Hauptbatterie 301 abgetrennt ist.
Die 2A und 2B zeigen den Aufbau eines Ausführungsbeispiels des Batteriedetektors 302, der ermittelt, ob die Hauptbatterie 301 eingesetzt ist.
Bei diesem Aufbau sind leitende Flächen 402 auf der Rückseite von Nasen 401 ausgebildet und von Federn 402 gehalten, wobei die Position jeder Nase 401 vom Einbauzustand der Hauptbatterie 301 abhängt. Wenn die Hauptbatterien 301 eingesetzt sind, sind somit die leitenden Flächen 402 mit zwei Kontaktpunkten 403 verbunden, wodurch ein Schaltkreis geschlossen ist und ein bestimmtes Signal Vcc an einer ein logisches Produkt bildenden Einrichtung 405 liegt. Die Einrichtung 405 empfängt bestimmte Signale und führt eine logische Multiplikation bezüglich dieser Signale aus, so daß sie inaktiv wird, wenn eine der Hauptbatterien 301 abgetrennt ist. In 2A und 2B sind weiterhin Kontakte 406 und 407 und ein Batteriehalter 408 dargestellt. Der Batteriedetektor 302 kann auch mit Hilfe von optischen Einrichtungen anstelle der oben beschriebenen Konstruktion verwirklicht werden.
4 zeigt in einem Blockschaltbild ein zweites Ausführungsbeispiel der Batterieversorgungsvorrichtung. Zusätzlich zu den in 1 dargestellten Bauteilen weist die in 4 dargestellte Vorrichtung einen Batteriezustandsdetektor 302 auf. Der Batteriezustandsdetektor 302 vergleicht die Ausgangsspannung der Hauptbatterie 301 mit einer bestimmten Spannung, um deren geladenen oder entladenen Zustand zu prüfen, und gibt ein Zustandssignal zur Versorgungssteuerung 103b aus. Bei einem derartigen Aufbau kann die Versorgungszustandsanzeige 303 die zusätzliche Funktion der Anzeige des geladenen oder entladenen Zustands der Hauptbatterie 301 ausführen, so daß der Benutzer optisch den Zustand der Hauptbatterie bestätigen kann, was den rechtzeitigen Austausch der Hauptbatterien erleichtert.
5 zeigt ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der in 4 dargestellten Versorgungssteuerung 103b.
Wie es in 5 dargestellt ist, wird im Schritt 702 ermittelt, ob die Hauptbatterie 301 eingesetzt ist, was auf der Grundlage des Ausgangssignals des Batteriedetektors 302 erfolgt. Wenn die Hauptbatterie 301 eingesetzt ist, geht der Arbeitsablauf auf den Schritt 702 über, während anderenfalls die Versorgungszustandsanzeige 303 anzeigt, daß die Hauptbatterie 301 abgetrennt ist und der Arbeitsvorgang auf den Schritt 704 übergeht. Im Schritt 702 wird ermittelt, ob die eingesetzte Hauptbatterie 301 geladen oder entladen ist, was auf der Grundlage des Ausgangssignals des Batteriezustandsdetektors 302 erfolgt. wenn die Hauptbatterie 301 geladen ist, dann geht der Arbeitsvorgang auf den Schritt 703 über, in dem die Energieversorgung von der Hauptbatterie kommt, während dann, wenn im Schritt 702 festgestellt wird, daß die Hauptbatterie 301 entladen ist, die Versorgungszustandsanzeige 303 den entladenen Zustand anzeigt und der Arbeitsablauf auf den Schritt 704 übergeht. Solange daher eine vollständig geladene Hauptbatterie nicht in passender Weise eingesetzt ist, wird der Schritt 704 ausgeführt, in dem der Energieversorgungsweg auf die Versorgung umgeschaltet wird, die von der Wechselbatterie 304 kommt. Wenn somit die Versorgungssteuerung 103b mit der Funktion der Energieversorgung entsprechend einer bestimmten Betriebsweise, d.h. des Unterbrechungsbetriebes versehen ist, dann wird der Schritt 705 ausgeführt, um die Energieversorgungsart umzuschalten, wie es im Schritt 504 von 3 der Fall ist. Danach wird im Schritt 706 ermittelt, ob die Hauptbatterie 301 wieder eingesetzt ist, wobei dann, wenn das der Fall ist, der Arbeitsablauf auf den Schritt 707 übergeht, in dem der geladene oder entladene Zustand der Hauptbatterie geprüft wird. Wenn im Schritt 707 festgestellt wird, daß die eingesetzte Hauptbatterie 301 geladen ist, dann geht der Arbeitsablauf auf den Schritt 708 über, der die Energieversorgung auf die Hauptbatterie umschaltet. Danach geht der Arbeitsablauf auf den Schritt 709 über, der den Betrieb wieder aufnimmt, wie es bezüglich des Schrittes 507 von 3 bereits beschrieben wurde. Die obigen Arbeitsschritte werden solange ausgeführt, wie die Versorgungssteuerung 103b mit Energie versorgt wird.
Das heißt, daß die Versorgungssteuerung 103b so arbeitet, daß dann, wenn die Hauptbatterie 301 eingesetzt und geladen ist, die Systemversorgung von der Hauptbatterie kommt. Anderenfalls kommt die Versorgung von der Wechselbatterie 304.
6 zeigt ein Blockschaltbild eines dritten Ausfüh rungsbeispiels der Batterieversorgungsvorrichtung. Zusätzlich zu den Bauteilen in 1 weist die in 6 dargestellte Vorrichtung einen Wechselstromadapter 107 mit einem Netzstecker 108 und einem Versorgungsschalter 105 auf. Der Wechselstromadapter 107 wird mit seinem Stecker 108 mit einem Auslaß 109 einer äußeren Versorgungsquelle verbunden. Der Versorgungsschalter 105 ist dabei mit einer Versorgungssteuerung 103c verbunden und erlaubt es dem Benutzer, die jeweilige Versorgungsquelle zu wählen. Im Fall der Stellung A des Versorgungsschalters 105 wird beispielsweise die äußere Stromversorgung über den Wechselstromadapter 107 zugeführt, während im Fall der Stellung B die Versorgung entweder von der Hauptbatterie 301 oder der Wechselbatterie 304 kommt. Bei einem derartigen Aufbau wird die Wechselbatterie 304 automatisch auf den Ladebetrieb umgestellt und aufgeladen, wenn die äußere Energieversorgung anliegt und wird die Wechselbatterie selbst nicht benutzt.
Die Arbeitsweise der Versorgungssteuerung 103c mit dem oben beschriebenen Aufbau wird im folgenden anhand von 7 beschrieben.
Wie es in 7 dargestellt ist, wird im Schritt 901 ermittelt, ob die Batterie oder die äußere Energieversorgungsquelle gewählt ist. Wenn der Versorgungsschalter 105 auf die Batterie geschaltet ist (Stellung B), dann geht der Arbeitsablauf auf den Schritt 902 über, während dann, wenn der Versorgungsschalter 105 auf die äußere Energieversorgungsquelle (Stellung A) geschaltet ist, der Arbeitsablauf auf den Schritt 907 übergeht und das System mit Energie von außen versorgt wird. Wenn die Batterie gewählt ist, wird im Schritt 902 ermittelt, ob die Hauptbatterie 301 eingesetzt ist, was auf der Grundlage des Ausgangssignals des Batteriedetektors 302 erfolgt. Wenn die Hauptbatterie 301 eingesetzt ist, dann geht der Arbeitsablauf auf den Schritt 903 über und kommt die Energieversorgung von der Hauptbatterie 301. Nachdem im anderen Fall die Versorgungszustandsanzeige 303 angezeigt hat, daß die Hauptbatterie 301 abgetrennt ist, geht der Arbeitsablauf auf den Schritt 904 über, in dem erneut ermittelt wird, ob der Versorgungsschalter 105 auf die Stellung B oder auf die Stellung A geschaltet ist. Wenn die äußere Energieversorgung gewählt ist, dann geht der Arbeitsablauf auf den Schritt 907 über, in dem die äußere Energieversorgung angelegt wird. Wenn im Gegensatz dazu die Batterie gewählt ist (Stellung B), dann kommt im Schritt 905 die Energieversorgung von der Wechselbatterie 304 und wird im Schritt 906 der Unterbrechungsbetrieb eingerichtet. Im Schritt 908 wird erneut ermittelt, ob der Versorgungsschalter 105 auf die Batterie (Stellung B) oder die äußere Energiequelle (Stellung A) geschaltet ist. Wenn die äußere Energieversorgung gewählt ist, dann geht der Arbeitsablauf auf den Schritt 910 über und liegt die äußere Energieversorgung an, worauf der Arbeitsablauf auf den Schritt 912 übergeht. Anderenfalls geht der Arbeitsablauf auf den Schritt 909 über, in dem bestimmt wird, ob die Hauptbatterie 301 eingesetzt ist. Wenn im Schritt 909 festgestellt wird, daß die Hauptbatterie 301 eingesetzt ist, dann geht der Arbeitsablauf auf den Schritt 911 über, in dem die Energieversorgung von der Hauptbatterie 301 kommt und geht der Arbeitsablauf anschließend auf den Schritt 912 über. Anderernfalls kehrt der Arbeitsablauf zum Schritt 908 zurück. Der Schritt 912 wird ausgeführt, wenn die Versorgung zunächst von der Wechselbatterie und dann von der äußeren Energiequelle oder der Hauptbatterie 301 gekommen ist, woraufhin die Wiederaufnahme des Betriebes erfolgt. Die obigen Arbeitsschritte werden so lange ausgeführt, wie die Versorgungssteuerung 103c mit Energie versorgt wird.
Während des Betriebes der Versorgungssteuerung 103c kommt die Energieversorgung über den Wechselstromadapter 107, wenn der Versorgungsschalter 105 auf die äußere Versorgungsquelle geschaltet ist. Wenn der Versorgungsschalter 105 jedoch auf die Batterie geschaltet ist, dann kommt die Versorgung von der Hauptbatterie 301 nur dann, wenn das Ausgangssignal des Batteriedetektors 302 anzeigt, daß die Hauptbatterie eingesetzt ist. Im anderen Fall kommt die Versorgung von der Wechselbatterie 304. Der Unterbrechungsbetrieb wird gleichfalls dann eingerichtet, wenn die Versorgung von der Wechselbatterie 304 kommt, und die Wiederaufnahme erfolgt dann, wenn die Energieversorgung von der Wechselbatterie 304 wieder zurückgeschaltet wird.
8 zeigt in einem Blockschaltbild ein viertes Ausführungsbeispiel der Batterieversorgungsvorrichtung. Zusätzlich zu dem Bauteilen in 6 weist die Vorrichtung in 8 weiterhin einen Batteriezustandsdetektor 302 auf. Der Batteriezustandsdetektor 302 ermittelt den geladenen oder entladenen Zustand der Hauptbatterie 301, wie es in Verbindung mit 4 beschrieben wurde, und liefert ein Zustandssignal einer Versorgungssteuerung 103d. Wenn die Energieversorgung von außen kommt und die Wechselbatterie 304 selbst nicht benutzt wird, wird auch bei einem derartigen Aufbau ähnlich wie im Fall von 6 die Wechselbatterie automatisch auf den Ladebetrieb umgeschaltet und aufgeladen.
Die Arbeitsweise der Versorgungssteuerung 103d wird im folgenden anhand der 9 beschrieben.
Wie es in 9 dargestellt ist, wird im Schritt 1101 ermittelt, welche Energiequelle durch den Versorgungsschalter 105 gewählt ist. Wenn der Versorgungsschalter 105 auf den Batteriebetrieb geschaltet ist (Stellung B), dann geht der Arbeitsablauf auf den Schritt 1102 über. Wenn der Versorgungsschalter 105 auf die Energieversorgung von außen geschaltet ist (Stellung A), dann geht der Arbeitsablauf auf den Schritt 1114 über und liegt die äußere Energieversorgung an. Wenn der Versorgungsschalter 105 die Batterie wählt, dann wird im Schritt 1102 festgestellt, ob die Hauptbatterie 301 eingesetzt ist, was auf der Grundlage des Ausgangssignals des Batteriedetektors 302 erfolgt. Wenn somit die Hauptbatterie 301 eingesetzt ist, dann geht der Arbeitsablauf auf den Schritt 1103 über, in dem ermittelt wird, ob die eingesetzte Hauptbatterie 301 geladen oder entladen ist, was auf der Grundlage des Ausgangssignals des Batteriezustandsdetektors 302 erfolgt. Wenn andererseits die Hauptbatterie 301 abgetrennt ist, dann zeigt die Versorgungszustandsanzeige 303 diese Information an und geht der Arbeitsablauf auf den Schritt 1104 über. Wenn im Schritt 1103 festgestellt wird, daß die Hauptbatterie 301 entladen ist, dann zeigt der Batteriezustandsdetektor 302 diese Information an und geht der Arbeitsablauf auf den Schritt 1114 über. Wenn festgestellt wird, daß die Hauptbatterie 301 geladen ist, dann geht der Arbeitsablauf auf den Schritt 1113 über und kommt die Energieversorgung von der Hauptbatterie. Im Schritt 1104 wird erneut festgestellt, ob der Versorgungsschalter 105 auf die Stellung B oder die Stellung A geschaltet ist. Wenn die äußere Energieversorgung gewählt ist (Stellung A), dann geht der Arbeitsablauf auf den Schritt 1114 über und liegt die äußere Energieversorgung an. Wenn im Gegensatz dazu die Batterie gewählt ist (Stellung B), dann kommt die Versorgung von der Wechselbatterie 304 im Schritt 1105, woraufhin im Schritt 1106 die Funktion des Unterbrechungsbetriebes ausgeführt wird. Im Schritt 1107 wird die Stellung des Versorgungsschalters 1105 erneut bestimmt. Wenn die äußere Energieversorgung gewählt ist, dann geht der Arbeitsablauf auf den Schritt 1111 über und liegt die äußere Energieversorgung an, woraufhin der Arbeitsablauf auf den Schritt 1112 übergeht. Im anderen Fall geht der Arbeitsab lauf auf den Schritt 1108 über, in dem ermittelt wird, ob die Hauptbatterie 301 eingesetzt ist. Wenn im Schritt 1108 festgestellt wird, daß die Hauptbatterie 301 eingesetzt ist, dann geht der Arbeitsablauf auf den Schritt 1109 über, um dann zu bestimmen, ob die eingesetzte Hauptbatterie 301 geladen oder entladen ist. Wenn dabei festgestellt wird, daß die Hauptbatterie 301 nicht eingesetzt ist oder daß die eingesetzte Hauptbatterie nicht geladen ist, dann geht der Arbeitsablauf zum Schritt 1107 zurück, während dann, wenn die eingesetzte Hauptbatterie 301 geladen ist, der Arbeitsablauf auf den Schritt 1110 übergeht und die Versorgung von der Hauptbatterie 301 kommt. Der Schritt 1112 wird dann ausgeführt, wenn die Energieversorgung zunächst von der Wechselbatterie und anschließend von der äußeren Energiequelle oder der Hauptbatterie 301 gekommen ist, woraufhin die Wiederaufnahme des Betriebes erfolgt. Die obigen Schritte werden so lange ausgeführt, solange die Versorgungssteuerung 103d mit Energie versorgt wird.
Wie es oben beschrieben wurde, kann eine derartige Batterieversorgungsvorrichtung die Daten mittels einer Wechselbatterie halten, indem ein Unterbrechungsbetrieb ausgeführt wird, selbst wenn die Hauptbatterie herausgenommen ist, und gleichzeitig die Lebensdauer der Wechselbatterie verlängern.

Claims

Batterieversorgungsvorrichtung für ein elektronisches Gerät mit – einer Hauptbatterie (301), – einer Wechselbatterie (304), – einer Batteriedetektoreinrichtung (302), die erfasst, ob die Hauptbatterie (301) eingesetzt ist, und – einer Versorgungssteuereinrichtung (103a, b, c, d), an der das Ausgangssignal der Batteriedetektoreinrichtung (302) liegt, und die die Versorgungsenergie für das elektronische Gerät ausgibt, wobei die Hauptbatterie (301), die Wechselbatterie (304) und die Versorgungssteuereinrichtung (103a, b, c, d) so geschaltet sind, dass bei eingesetzter Hauptbatterie (301) die Energieversorgung von der Hauptbatterie (301) und bei fehlender Hauptbatterie (301) die Energieversorgung von der Wechselbatterie (304) kommt, und die Versorgungssteuereinrichtung (103a, b, c, d) auf ein Signal von der Batteriedetektoreinrichtung (302), dass die Hauptbatterie (301) fehlt, die Versorgung über eine Schalteinrichtung auf einen Unterbrechungsbetrieb mit niedrigem Energieverbrauch umschaltet, dadurch gekennzeichnet dass, – die Schalteinrichtung zum Umschalten auf den Unterbrechungsbetrieb aus einem Schalter besteht, der von der Versorgungssteuereinrichtung (103a, b, c, d) angesteuert wird und im Strompfad von der Wechselbatterie (304) zur Versorgungssteuereinrichtung (103a, b, c, d) liegt.
Batterieversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Versorgungszustandsanzeigeeinrichtung (303), die mit der Versorgungssteuereinrichtung (103a, b, c, d) verbunden ist und anzeigt, ob die Hauptbatterie (301) eingesetzt ist.
Batterieversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Batteriezustandsdetektor, der den Ladezustand der Hauptbatterie (301) erfasst und dessen Ausgangssignal an der Versorgungssteuereinrichtung, (103b, d) liegt, wobei die Versorgungssteuereinrichtung (103b, d) auf ein Signal vom Batteriezustandsdetektor, dass die Hauptbatterie (301) entladen ist, über den Schalter (306) auf den Unterbrechungsbetrieb umschaltet.
Batterieversorgungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungszustandsanzeigeeinrichtung (303) den Ladezustand der Hauptbatterie (301) anzeigt.
Batterieversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptbatterie (301) und die Wechselbatterie (304) über eine in Sperrrichtung zur Hauptbatterie (301) geschaltete Diode (305) verbunden sind und der Schalter (306) zum Umschalten auf den Unterbrechungsbetrieb ein Feldeffekttransistor ist, der parallel zur Diode (305) geschaltet ist.