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JP2005078353A - 電子機器システムおよび電力供給方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】電子機器システムにおいて安全性を確保しつつ回路構成を簡潔にする。
【解決手段】燃料電池ユニット２は、２次電池を搭載しておらず、またこれに関連する充電回路も搭載していない。燃料電池ユニット２の起動時には、電子機器１側からドッキングコネクタ３４上の既存のピンを通じて補機を駆動するための電力を供給する構成となっている。また、電子機器１には、メインバッテリ３がメインバッテリ端子３３を介して接続されており、燃料電池ユニット２への電力供給はメインバッテリ３を利用して行なわれる。また、燃料電池ユニット２内のＤＣ／ＤＣ電源回路５４は、ＤＭＦＣセルスタック２２５から送られてきた電力から電子機器１の動作に必要な電圧の電力を生成し、これを出力する。ＤＣ／ＤＣ電源回路５４から出力された電力は、ドッキングコネクタ３４上の既存のピンを通じて、電子機器１に供給される。
【選択図】 図７

Description

本発明は、例えばダイレクト・メタノール方式の燃料電池を電源として動作可能な電子機器システムの動作制御技術に関する。
近年、例えばＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などと称される携帯情報端末やデジタルカメラなど、バッテリにより駆動可能な携帯型の電子機器が種々開発され、広く普及している。
また、最近、環境問題が大きな注目を集めており、環境に配慮したバッテリ開発も盛んに行われている。そして、この種のバッテリとして、ダイレクト・メタノール型燃料電池（以下、ＤＭＦＣ：Direct Methanol Fuel Cell）が良く知られている。
このＤＭＦＣは、燃料として与えられるメタノールと酸素を反応させ、その化学反応により電気エネルギーを得るものであり、多孔性金属または炭素からなる２つの電極が電解質をはさんだ構造をもつ。そして、このＤＭＦＣは、有害な廃棄物を発生させないため、その実用化が強く求められている。
また、ＤＭＦＣには、送液・送風ポンプなどの補機が備えられている。ＤＭＦＣの起動時にはこれらの補機を駆動する必要があるため、一般に、ＤＭＦＣにはリチウム電池などの２次電池が設けられている。例えば、特許文献１には、燃料電池本体の起動初期において、補機へ電力を供給する起動用電池（２次電池）が開示されている。
特開平１１−１５４５２０号公報
ＤＭＦＣには、上述したリチウム電池などの２次電池が設けられるため、燃料電池ユニット全体の規模が大きくなり、回路の構成が複雑になってしまうという問題がある。また、電子機器側には、燃料電池ユニットを接続するための専用コネクタが設けることから、それに応じて回路構成も複雑になってしまうという問題もある。また、全体の回路構成が複雑となるため、安全性の確保が難しいという問題もある。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、安全性を確保しつつ回路構成を簡潔にした電子機器システムおよび電力供給方法を提供することを目的とする。
本発明に係る電子機器システムは、ＡＣアダプタ接続用端子を有する電子機器と、化学反応により発電可能な燃料電池と繰り返し充放電可能な２次電池とを有する電池ユニットとを具備する電子機器システムであって、前記燃料電池ユニットは、前記燃料電池から発生される電力および前記２次電池から発生される電力の少なくとも一方を、前記ＡＣアダプタ接続用端子を通じて前記電子機器に電力を供給する手段を有することを特徴とする。
また、本発明に係る電子機器システムは、外部装置を接続するためのコネクタを有する電子機器と、化学反応により発電可能な燃料電池を有する電池ユニットとを具備する電子機器システムであって、前記電池ユニットは、前記コネクタを介して前記電子機器に接続可能であり、当該電池ユニットの起動時に前記燃料電池の補機を駆動するための電力供給を前記電子機器から前記コネクタ上の第１のピンを通じて受ける手段と、前記燃料電池から発生される電力を前記コネクタ上の第２のピンを通じて前記電子機器へ供給する手段とを有することを特徴とする。
また、本発明に係る電子機器システムは、繰り返し充放電可能なバッテリを接続するためのバッテリコネクタを有する電子機器と、化学反応により発電可能な燃料電池と繰り返し充放電可能な２次電池とを有する電池ユニットとを具備する電子機器システムであって、前記電池ユニットは、前記バッテリコネクタを介して前記電子機器に接続可能であり、前記燃料電池から発生される電力および前記２次電池から発生される電力の少なくとも一方を、前記バッテリコネクタ上の特定のピンを通じて前記電子機器へ供給する手段を有することを特徴とする。
また、本発明に係る電子機器システムは、繰り返し充放電可能なバッテリを接続するためのバッテリコネクタを有する電子機器と、化学反応により発電可能な燃料電池と繰り返し充放電可能な２次電池とを有する電池ユニットとを具備する電子機器システムであって、前記電池ユニットは、前記燃料電池から発生される電力を前記バッテリコネクタ上の第１のピンを通じて前記電子機器へ供給する手段と、前記バッテリコネクタを介して前記電子機器に接続可能であり、前記２次電池において充放電される電力を前記バッテリコネクタ上の第２のピンを通じて前記電子機器との間で送受する手段とを有することを特徴とする。
また、本発明に係る電子機器システムは、外部装置を接続するためのコネクタを有する電子機器と、化学反応により発電可能な燃料電池と繰り返し充放電可能な２次電池とを有する電池ユニットとを具備する電子機器システムであって、前記電池ユニットは、前記燃料電池から発生される電力を前記コネクタ上の第１のピンを通じて前記電子機器へ供給する手段と、前記コネクタを介して前記電子機器に接続可能であり、前記２次電池において充放電される電力を前記コネクタ上の第２のピンを通じて前記電子機器との間で送受する手段とを有することを特徴とする。
電子機器システムにおいて安全性を確保しつつ回路構成を簡潔にすることができる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の各実施形態に共通する電子機器システムの外観を示す図である。
図１に示すように、この実施形態の電子機器システムは、電子機器１と、この電子機器１に着脱自在な燃料電池ユニット２とで構成される。電子機器１は、例えば、内側面にＬＣＤ（Liquid Crystal Display）を配したフタ部がヒンジ機構により開閉自在に本体部に取り付けられたノート型のパーソナルコンピュータであり、燃料電池ユニット２から供給される電力により動作可能である。一方、燃料電池ユニット２は、化学反応により発電可能なＤＭＦＣと、繰り返し充放電可能な２次電池とを内蔵している。
なお、燃料電池ユニット２の形状や、サイズ、回路規模は、各実施形態によって異なる。
図２は、本発明の各実施形態に共通する燃料電池ユニット２の概略構成を示す図である。
図２に示すように、燃料電池ユニット２は、マイコン２１、ＤＭＦＣ２２、２次電池２３、充電回路２４、供給制御回路２５、および操作ボタン２６を有している。
なお、２次電池２３および充電回路２４は、実施形態によって、燃料電池ユニット２に搭載される場合と搭載されない場合とがある。
マイコン２１は、この燃料電池ユニット２全体を動作制御するものであり、電子機器１との間で信号を送受信する通信機能を有する。また、マイコン２１は、電子機器１からの指示信号に従ってＤＭＦＣ２２や２次電池２３の動作を制御したり、操作ボタン２６の操作に応じて対応する処理を実行したりする。
ＤＭＦＣ２２は、カートリッジ式の燃料タンク２２１を着脱できるようになっており、この燃料タンク２２１に格納されたメタノールと空気（酸素）とを化学反応させた際に発電される電力を出力する。この化学反応は、セルスタックなどと称される反応部で行われるが、このセルスタックにメタノールと空気とを効率的に送り込むために、このＤＭＦＣ２２は、ポンプなどの補助機構を備えている。また、このＤＭＦＣ２２は、燃料タンク２２１の装着有無、燃料タンク２２１内のメタノールの残量、補助機構の稼働状況および現在の出力電力量をマイコン２１に通知する機構を有する。
２次電池２３は、ＤＭＦＣ２２から出力される電力を充電回路２４経由で蓄積し、マイコン２１からの指示に応じて、この蓄積した電力を出力する。また、この２次電池２３は、その放電特性などを示す基本情報を保持するＥＥＰＲＯＭ２３１を備えている。このＥＥＰＲＯＭ２３１は、マイコン２１からアクセスすることができ、また、２次電池２３は、現在の出力電圧値および出力電流値をマイコン２１に通知する機構を有する。そして、マイコン２１は、ＥＥＰＲＯＭ２３１から読み出した基本情報と２次電池から通知される出力電圧値および出力電流値とから２次電池２３のバッテリ残量を算出し、その値を電子機器１へ通知する。なお、ここでは、この２次電池２３は、リチウム電池（ＬＩＢ）であるものと想定する。
充電回路２４は、ＤＭＦＣ２２から出力される電力を用いて２次電池２３を充電するための回路であり、その充電有無はマイコン２１によって制御される。
供給制御回路２５は、ＤＭＦＣ２２および２次電池２３の電力を状況に応じて外部出力するための回路である。
操作ボタン２６は、ＤＭＦＣ２２もしくは燃料電池ユニット２全体の動作停止などを指示するための専用ボタンである。なお、この操作ボタンと同じ機能を、例えば電子機器１側のＬＣＤ画面上でアプリケーションが提示するボタンで実現するようにしてもよいし、電子機器１側の電源ボタンを長押しする（所定時間以上押し続ける）ことで実現するようにしてもよい。
図３は、上記燃料電池ユニット２の別の概略構成を示す図である。なお、図２と共通する要素には同一の符号を付している。
図３に示すように、ＤＭＦＣ２２は、燃料タンク２２１、燃料ポンプ２２２、混合タンク２２３、送液ポンプ２２４、ＤＭＦＣセルスタッック２２５および送風ポンプ２２６から構成される。
燃料タンク２２１のメタノールは、燃料ポンプ２２２により混合タンク２２３に送り込まれて気化される。そして、この気化されたメタノールは、送液ポンプ２２４によりＤＭＦＣセルスタック２２５に送り込まれる。また、このＤＭＦＣセルスタック２２５には、送風ポンプ２２６により空気が送り込まれ、この空気中の酸素と気化されたメタノールとが反応して発電が行われる。
前述のマイコン２１は、電子機器１から送信されてくる起動指示信号に応じて燃料ポンプ２２２、送液ポンプ２２４、送風ポンプ２２６やファンなどの補機を２次電池２３の電力により駆動させるための制御を行ったり、ＤＭＦＣセルスタック２２５もしくは２次電池２３から出力される電力が電子機器１へ供給されるよう供給制御回路２５を制御したりする。また、マイコン２１は、電子機器１から送信されてくる停止指示信号に応じて、ＤＭＦＣ２２の動作を停止させる前に２次電池２３の充電を行うための制御を行ったりする。
一方、図４は、本発明の各実施形態に共通する電子機器１の概略構成を示す図である。
図４に示すように、電子機器１は、ＣＰＵ１１、ＲＡＭ（主メモリ）１２、ＨＤＤ１３、ディスプレイコントローラ１４、キーボードコントローラ１５および電源コントローラ１６がシステムバスに接続される。
ＣＰＵ１１は、この電子機器１全体の動作制御を司るものであり、ＲＡＭ１２に格納された各種プログラムを実行する。ＲＡＭ１２は、この電子機器１の主記憶となるメモリデバイスであり、ＣＰＵ１１によって実行される各種プログラムとこれらのプログラムに用いられる各種データとを格納する。一方、ＨＤＤ１３は、この電子機器１の外部記憶となるメモリデバイスであり、ＲＡＭ１２の補助装置として各種プログラムや各種データを大量に格納する。
ディスプレイコントローラ１４は、この電子機器１におけるユーザインタフェースのアウトプット側を担うものであり、ＣＰＵ１１が作成した画像データをＬＣＤ１４１に表示制御する。一方、キーボードコントローラ１５は、この電子機器１におけるユーザインタフェースのインプット側を担うものであり、キーボード１５１やポインティングデバイス１５２の操作を数値化し、内蔵するレジスタを介してＣＰＵ１１に引き渡す。
電源コントローラ１６は、この電子機器１内の各部に対する電力供給を制御するものであり、燃料電池ユニット２からの電力供給を受ける受電機能と、燃料電池ユニット２との間で信号を送受信する通信機能とを有する。この電源コントローラ１６との間で信号を送受信する燃料電池ユニット２側の相手は、図２及び図３に示したマイコン２１である。
特に、この燃料電池ユニット２のマイコン２１と電子機器１の電源コントローラ１６とが有線通信もしくは無線通信を行うことにより、燃料電池ユニット２に内蔵されるＤＭＦＣ２２および２次電池２３の状態をステート情報として電子機器１に通知し、これにより、この通知された状態に基づく動作制御を電子機器１で実行するようにしている。
以下、第１〜第６の実施形態について説明する。
（第１の実施形態）
図５は、本発明の第１の実施形態に係る電子機器システムの電力供給に関する構成を示す図である。
この実施形態では、電子機器１本体に設置されている既存のＡＣアダプタ接続用端子（ＡＣ電源入力端子）５３を利用して、燃料電池ユニット２から電子機器１へ電力を供給する例を示す。
燃料電池ユニット２には、ＤＭＦＣセルスタック２２５、２次電池２３、充電回路（２次電池用）２４のほかに、電源出力端子３１、BluetoothTM通信部５１、ＵＳＢ通信部５２、ＡＣアダプタ接続用端子（ＡＣ電源入力端子）５３、ＤＣ／ＤＣ電源回路５４、ＤＣ／ＤＣ電源回路５５、マイコン周辺回路５６、ＤＭＦＣ用Ｅ２ＰＲＯＭ５７、２次電池用Ｅ２ＰＲＯＭ５８、カートリッジ用Ｅ２ＰＲＯＭ５９、ＤＣ／ＤＣ電源回路６０、補機（ポンプ、ファンなど）６１、検出ＩＣ６３などが設けられる。
一方、電子機器１には、ＡＣアダプタ接続用端子（ＡＣ電源入力端子）３２、BluetoothTM通信部７１、ＵＳＢ通信部７２、充電回路７３、ＤＣ／ＤＣ電源回路７４、３端子レギュレータ７５などが設けられる。
燃料電池ユニット２側の電源出力端子３１と、電子機器１側のＡＣアダプタ接続用端子３２とは、ケーブルなどを介して電気的に接続される。なお、ケーブルなどを用いずに、電源出力端子３１とＡＣアダプタ接続用端子３２とを直接接続する形態としてもよい。
燃料電池ユニット２側において、ＡＣアダプタ接続用端子５２から入力される電力は、充電回路２４へ送られるようになっている。一方、ＤＭＦＣセルスタック２２５から発生される電力は、充電回路２４およびＤＣ／ＤＣ電源回路５４へ送られるようになっている。ＡＣアダプタ接続用端子３２からの電力およびＤＭＦＣセルスタック２２５から発生される電力は、ダイオードＯＲ回路を介して選択的に充電回路２４へ送られる。充電回路２４は、送られてきた電力によって２次電池２３を充電する。
検出ＩＣ６３は、２次電池２３における過電圧・過放電を検出し、検出結果に応じて２次電池からの電力の出力を制御するものである。ＤＭＦＣセルスタック２２５からの電力および２次電池２３からの電力は、ダイオードＯＲ回路を介して選択的にＤＣ／ＤＣ電源回路５４に送られるようになっている。ＤＣ／ＤＣ電源回路５４は、送られてきた電力から電子機器１の動作に必要な電圧（ＤＣ１５Ｖ）の電力を生成し、これを出力する。ＤＣ／ＤＣ電源回路５４から出力された電力は、電源出力端子３１およびＡＣアダプタ接続用端子３２を通じて、電子機器１に供給される。
また、ＤＭＦＣセルスタック２２５からの電力、２次電池２３からの電力、およびＡＣアダプタ接続用端子５３からの電力は、ダイオードＯＲ回路を通じて選択的に、ＤＣ／ＤＣ電源回路５５およびＤＣ／ＤＣ電源回路６０へ送られるようになっている。ＤＣ／ＤＣ電源回路５５は、送られてきた電力からマイコン等の動作に必要な電圧の電力を生成し、これをマイコン周辺回路５６、ＤＭＦＣ用Ｅ２ＰＲＯＭ５７、２次電池用Ｅ２ＰＲＯＭ５８、カートリッジ用Ｅ２ＰＲＯＭ５９へ供給する。
燃料電池ユニット２内のマイコン（図２および図３のマイコン２１に相当）は、BluetoothTM通信部５１もしくはＵＳＢ通信部５２を通じて、燃料電池ユニット２内の各種の情報を電子機器１へ通知する。この場合に通知される情報には、電源の種類が燃料電池である旨、発電能力、ＤＭＦＣセルスタック２２５の燃料残量、２次電池２３の残量などが含まれる。また、燃料電池ユニット２内のマイコンは、BluetoothTM通信部５１もしくはＵＳＢ通信部５２を通じて、電子機器１からＤＭＦＣ停止／開始、充電中止／開始などの指示があった場合にはその指示に従う。
一方、電子機器１側において、ＡＣアダプタ接続用端子３２から入力される電力は、充電回路７３、ＤＣ／ＤＣ電源回路７４、および３端子レギュレータ７５へ送られるようになっている。充電回路７３は、送られてきた電力によってメインバッテリを充電する。ＤＣ／ＤＣ電源回路７４は、各種出力電源に必要な電圧を生成して出力する。３端子レギュレータ７５は、パワーサプライコントローラや、ＥＣ／ＫＢＣ（Embedded Controller/Keyboard）、Ｉ2Ｃバス等に必要な電圧を生成して出力する。
また、燃料電池ユニット２から送信されてくる各種の情報が、BluetoothTM通信部７１もしくはＵＳＢ通信部７２により受信されると、電子機器１内のＣＰＵ（図４のＣＰＵ１１に相当）は、その情報に応じて、当該電子機器１の電源に関する制御（省電力制御など）を行ったり、燃料電池ユニット２の状態を示す画面をＬＣＤに表示したりする。また、その状態を見たユーザからの指示内容、もしくはＣＰＵの判断結果に従い、BluetoothTM通信部７１もしくはＵＳＢ通信部７２を通じて、燃料電池ユニット２にＤＭＦＣ停止／開始、充電中止／開始などの指示を送る。
通常、電子機器１は、ＡＣアダプタ接続用端子に接続されるものがＡＣアダプタであるものと認識した上で動作するため、燃料電池ユニット２は、ＡＣアダプタと同様、常に安定した電力を電子機器１に供給することが望ましい。しかしながら、電源が燃料電池であることから、必ずしも常に安定した電力を電子機器１に供給できるとは限らない。そのために、燃料電池ユニット２と電子機器１との間で連携し、前述した各々のBluetoothTM通信部もしくはＵＳＢ通信部を通じて各種情報の交換を行うことにより、システム全体の安全性を保証するものとなっている。
次に、図６のフローチャートを参照して、同実施形態における電力供給に関する動作について説明する。
ＡＣアダプタ接続用端子３２に、燃料電池ユニット２が電源出力端子３１を介して接続され（ステップＡ１）、電子機器１および燃料電池ユニット２が起動されると（ステップＡ２）、２次電池およびＡＣアダプタのうちの少なくともいずれかの電力により、補機６１が駆動される（ステップＡ３）。これにより、ＤＭＦＣセルスタック２２５が起動される。
また、ＤＭＦＣセルスタック２２５、２次電池２３、およびＡＣアダプタのうちの少なくともいずれかの電力により、マイコン周辺回路５６などが動作することとなる（ステップＡ４）。そして、ＤＭＦＣセルスタック２２５、２次電池２３、およびＡＣアダプタのうちの少なくともいずれかの電力が、電源出力端子３１およびＡＣアダプタ接続用端子３２を通じて、電子機器１へ供給される（ステップＡ５）。
また、電子機器１と燃料電池ユニット２との間で、無線通信もしくは有線通信が確立され（ステップＡ６）、燃料電池ユニット２の電源に関する各種情報（電源の種類が燃料電池である旨、発電能力、ＤＭＦＣセルスタック２２５の燃料残量、２次電池２３の残量など）を示す情報が電子機器１へ送信される（ステップＡ７）。
電子機器１側では、この電源状態を示す情報に応じて、電子機器１内の電源に関する制御（省電力制御など）を行ったり、燃料電池ユニット２の状態を示す画面をＬＣＤに表示したりする（ステップＡ８）。また、電子機器１は、その状態を見たユーザからの指示内容、もしくはＣＰＵの判断結果に従い、BluetoothTM通信部７１もしくはＵＳＢ通信部７２を通じて、燃料電池ユニット２にＤＭＦＣ停止／開始、充電中止／開始などの指示を送る処理なども行う。
このように、第１の実施形態によれば、電子機器１本体に設置されている既存のＡＣアダプタ接続用端子（ＡＣ電源入力端子）を利用して、燃料電池ユニット２から電子機器１へ電力を供給することができる。この場合、既存の電子機器１における大幅な回路変更を伴うことなく、簡潔な構成でシステムを実現できる。また、ＡＣアダプタ接続用端子を介して、ＡＣアダプタと燃料電池ユニット２とを選択的に接続することができるので、ユーザにとっての利便性が向上する。さらに、電子機器１と燃料電池ユニット２との間で通信を介して連携をとることにより、安全性を高めることができる。
なお、電子機器１と燃料電池ユニット２との間で通信を介して連携をとる前述の技術は、以下に紹介する第２〜第６の実施形態に適用してもよい。
（第２の実施形態）
図７は、本発明の第２の実施形態に係る電子機器システムの電力供給に関する構成を示す図である。なお、前述の実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付している。
この実施形態では、電子機器１本体に設置されている既存のドッキングコネクタ３４を利用して、燃料電池ユニット２から電子機器１へ電力を供給する例を示す。ドッキングコネクタ３４は、本来、電子機器１の機能を拡張するために外部装置であるドッカーに接続するためのコネクタである。
燃料電池ユニット２は、２次電池を搭載しておらず、またこれに関連する充電回路も搭載していない。燃料電池ユニット２の起動時には、電子機器１側からドッキングコネクタ３４上の既存のピンを通じて補機を駆動するための電力を供給する構成となっている。また、燃料電池ユニット２側のマイコン等に対しても、電子機器１側からドッキングコネクタ３４上の既存のピンを通じて電力を供給できる構成となっている。さらに、ドッキングコネクタ３４上に新規に設けたピンを通じて、電子機器１側からＤＭＦＣ用Ｅ２ＰＲＯＭ５７、カートリッジ用Ｅ２ＰＲＯＭ５９、およびＩ2Ｃバスに電力を供給できる構成となっている。また、電子機器１には、メインバッテリ３がメインバッテリ端子３３を介して接続されており、燃料電池ユニット２への電力供給はメインバッテリ３を利用して行なわれる。このような構成により、燃料電池ユニット２の構成の簡潔化が図れる。
また、燃料電池ユニット２内のＤＣ／ＤＣ電源回路５４は、ＤＭＦＣセルスタック２２５から送られてきた電力から電子機器１の動作に必要な電圧の電力を生成し、これを出力する。ＤＣ／ＤＣ電源回路５４から出力された電力は、ドッキングコネクタ３４上の既存のピンを通じて、電子機器１に供給される。
次に、図８のフローチャートを参照して、同実施形態における電力供給に関する動作について説明する。
ドッキングコネクタ３４に、燃料電池ユニット２が接続され（ステップＢ１）、電子機器１および燃料電池ユニット２が起動されると（ステップＢ２）、電子機器１からドッキングコネクタ３４を通じて供給される電力により、補機６１が駆動される（ステップＢ３）。これにより、ＤＭＦＣセルスタック２２５が起動される。
また、電子機器１からドッキングコネクタ３４を通じて供給される電力により、マイコン周辺回路５６などが動作することとなる（ステップＢ４）。そして、ＤＭＦＣセルスタック２２５から発生される電力が、ドッキングコネクタ３４を通じて、電子機器１へ供給される（ステップＢ５）。
このように、第２の実施形態によれば、電子機器１本体に設置されている既存のドッキングコネクタを利用して、電子機器１からの電力で燃料電池ユニット２側の補機を起動したり、燃料電池ユニット２から電子機器１へ電力を供給したりすることができる。この場合、既存の電子機器１における大幅な回路変更を伴うことなく、簡潔な構成でシステムを実現できる。また、燃料電池ユニット２に２次電池などを搭載していないので、燃料電池ユニット２の構成をより簡潔にすることができる。また、ドッキングコネクタを介して、ドッカーと燃料電池ユニット２とを選択的に接続することができるので、ユーザにとっての利便性が向上する。さらに、電子機器１と燃料電池ユニット２との間で通信を介して連携をとることにより、安全性を高めることができる。
（第３の実施形態）
図９は、本発明の第３の実施形態に係る電子機器システムの電力供給に関する構成を示す図である。なお、前述の実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付している。
この実施形態では、前述した第２の実施形態の構成において、起動用乾電池６５を燃料電池ユニット２内に追加設置した構成となっている。
起動用乾電池６５は、燃料電池ユニット２の起動用として用いられる乾電池である。例えば燃料電池ユニット２の起動時に、ドッキングコネクタを介して電子機器１側から電力が供給されない場合（もしくは電力が所定値に達しない場合）、補機を起動するために起動用乾電池６５からの電力が使用される。また、起動用乾電池６５は、マイコン周辺回路５６に対しても電力を供給することができる。
次に、図１０のフローチャートを参照して、同実施形態における電力供給に関する動作について説明する。
ドッキングコネクタ３４に、燃料電池ユニット２が接続され（ステップＣ１）、電子機器１および燃料電池ユニット２が起動されると（ステップＣ２）、補機６１が駆動されることとなる。ここで、電子機器１からドッキングコネクタ３４を通じて電力が供給されれば（ステップＣ３のＹｅｓ）、起動用乾電池６５が使用されず、電子機器１からの電力により補機６１が駆動される（ステップＣ４）。一方、電子機器１からドッキングコネクタ３４を通じて電力が供給されなければ（ステップＣ３のＮｏ）、起動用乾電池６５の電力により補機６１が駆動される（ステップＣ５）。これにより、ＤＭＦＣセルスタック２２５が起動される。
また、電子機器１からドッキングコネクタ３４を通じて供給される電力、起動用乾電池６５、およびＤＭＦＣセルスタック２２５のうちの少なくともいずれかの電力により、マイコン周辺回路５６などが動作することとなる（ステップＣ６）。そして、ＤＭＦＣセルスタック２２５から発生される電力が、ドッキングコネクタ３４を通じて、電子機器１へ供給される（ステップＣ７）。
このように、第３の実施形態によれば、起動用乾電池６５が燃料電池ユニット２内に設けられているため、電子機器１からドッキングコネクタ３４を通じて電力が供給されなない場合であっても、起動用乾電池６５の電力により補機６１を駆動することができ、燃料があってもＤＭＦＣセルスタック２２５を起動できないという事態を避けることができる。
（第４の実施形態）
図１１は、本発明の第４の実施形態に係る電子機器システムの電力供給に関する構成を示す図である。なお、前述の実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付している。
この実施形態では、電子機器１本体に設置されている既存のメインバッテリ端子３３（図９に示したメインバッテリ端子３３と同じ）を利用して、燃料電池ユニット２から電子機器１へ電力を供給する例を示す。メインバッテリ端子３３は、本来、電子機器１用のメインバッテリを装着するためのバッテリコネクタである。
この実施形態では、燃料電池ユニット２内の回路構成は、前述した第１の実施形態における燃料電池ユニット２内の回路構成と類似している（例えば、燃料電池ユニット２内には２次電池２３が設けられる）。但し、この実施形態では、ＤＭＦＣセルスタック２２５からの電力および２次電池２３からの電力は、ダイオードＯＲ回路を介して選択的にメインバッテリ端子３３上の既存のピン（1pin）へ送られ、このピンを通じて電子機器１に供給される。この場合、ＤＣ／ＤＣ電源回路は不要となる。
次に、図１２のフローチャートを参照して、同実施形態における電力供給に関する動作について説明する。
メインバッテリ端子（バッテリコネクタ）３３に、燃料電池ユニット２が接続され（ステップＤ１）、電子機器１および燃料電池ユニット２が起動されると（ステップＤ２）、２次電池およびＡＣアダプタのうちの少なくともいずれかの電力により、補機６１が駆動される（ステップＤ３）。これにより、ＤＭＦＣセルスタック２２５が起動される。
また、ＤＭＦＣセルスタック２２５、２次電池２３、およびＡＣアダプタのうちの少なくともいずれかの電力により、マイコン周辺回路５６などが動作することとなる（ステップＤ４）。そして、ＤＭＦＣセルスタック２２５、２次電池２３、およびＡＣアダプタのうちの少なくともいずれかの電力が、メインバッテリ端子３３を通じて、電子機器１へ供給される（ステップＤ５）。
このように、第４の実施形態によれば、電子機器１本体に設置されている既存のメインバッテリ端子を利用して、燃料電池ユニット２から電子機器１へ電力を供給することができる。この場合、既存の電子機器１における大幅な回路変更を伴うことなく、簡潔な構成でシステムを実現できる。また、メインバッテリ端子を介して、メインバッテリと燃料電池ユニット２とを選択的に接続することができるので、ユーザにとっての利便性が向上する。さらに、電子機器１と燃料電池ユニット２との間で通信を介して連携をとることにより、安全性を高めることができる。
（第５の実施形態）
図１３は、本発明の第５の実施形態に係る電子機器システムの電力供給に関する構成を示す図である。なお、前述の実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付している。
この実施形態では、前述の第４の実施形態（図１１）と同様、電子機器１本体に設置されている既存のメインバッテリ端子を利用して、燃料電池ユニット２から電子機器１へ電力を供給する例を示す。但し、メインバッテリ端子上に、既存のピンとは別に、電力供給用に新規のピン（11pin, 12pin）が設けられる。このように本実施形態では、既存のメインバッテリ端子を拡張したものであるメインバッテリ端子３３Ａが使用される。
燃料電池ユニット２の起動時には、電子機器１側からメインバッテリ端子３３Ａ上に新規に設けたピン（12pin）を通じて補機を駆動するための電力を供給する構成となっている。また、燃料電池ユニット２側のマイコン等に対しても、電子機器１側からメインバッテリ端子３３Ａ上の既存のピン（12pin）を通じて電力を供給できる構成となっている。さらに、メインバッテリ端子３３Ａ上に新規に設けたピン（4pin）を通じて、電子機器１側からＤＭＦＣ用Ｅ２ＰＲＯＭ５７、２次電池用Ｅ２ＰＲＯＭ５８、およびカートリッジ用Ｅ２ＰＲＯＭ５９に電力を供給できる構成となっている。
また、燃料電池ユニット２内のＤＣ／ＤＣ電源回路５４は、ＤＭＦＣセルスタック２２５から送られてきた電力から電子機器１の動作に必要な電圧の電力を生成し、これを出力する。ＤＣ／ＤＣ電源回路５４から出力された電力は、メインバッテリ端子３３Ａ上に新規に設けたピン（11pin）を通じて、電子機器１に供給される。
また、電子機器１から、メインバッテリ端子３３Ａ上の既存のピン（1pin）を通じて、２次電池２３に対する充電を行ったり、２次電池２３から電子機器１へ電力供給を行ったりする構成となっている。
次に、図１４のフローチャートを参照して、同実施形態における電力供給に関する動作について説明する。
メインバッテリ端子（バッテリコネクタ）３３Ａに、燃料電池ユニット２が接続され（ステップＥ１）、電子機器１および燃料電池ユニット２が起動されると（ステップＥ２）、電子機器１からメインバッテリ端子３３Ａを通じて供給される電力により、補機６１が駆動される（ステップＥ３）。これにより、ＤＭＦＣセルスタック２２５が起動される。
また、ＤＭＦＣセルスタック２２５およびＡＣアダプタのうちの少なくともいずれかの電力により、マイコン周辺回路５６などが動作することとなる（ステップＥ４）。そして、ＤＭＦＣセルスタック２２５から発生される電力が、メインバッテリ端子３３Ａを通じて、電子機器１へ供給される（ステップＥ５）。
また、電子機器１から、メインバッテリ端子３３Ａ上の既存のピン（1pin）を通じて、２次電池２３に対する充電を行ったり、２次電池２３から電子機器１へ電力供給を行ったりする（ステップＥ６）。
このように、第５の実施形態によれば、電子機器１本体に設置されている既存のメインバッテリ端子に新規ピンを増設したものを利用して、電子機器１からの電力で燃料電池ユニット２側の補機を起動したり、燃料電池ユニット２から電子機器１へ電力を供給したりすることができる。この場合、既存の電子機器１における大幅な回路変更を伴うことなく、簡潔な構成でシステムを実現できる。また、燃料電池ユニット２側の各電力供給源は、独立経路で電子機器１と接続されるため、回路構成を簡潔にすることができる。また、メインバッテリ端子を介して、メインバッテリと燃料電池ユニット２とを選択的に接続することができるので、ユーザにとっての利便性が向上する。さらに、電子機器１と燃料電池ユニット２との間で通信を介して連携をとることにより、安全性を高めることができる。
（第６の実施形態）
図１５は、本発明の第６の実施形態に係る電子機器システムの電力供給に関する構成を示す図である。なお、前述の実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付している。
この実施形態では、電子機器１本体に設置されている既存のポートリプリケータ用コネクタ（ドッキングコネクタ）３４を利用して、燃料電池ユニット２から電子機器１へ電力を供給する例を示す。ポートリプリケータ用コネクタ（ドッキングコネクタ）３４は、本来、通信機能などを拡張するためのポートリプリケータを接続するためのコネクタである。
この実施形態では、燃料電池ユニット２内の回路構成は、前述した第５の実施形態における燃料電池ユニット２内の回路構成と類似している。また、本実施形態では、ポートリプリケータ用コネクタ（ドッキングコネクタ）３４上に、既存のピンとは別に、電力供給用に新規のピン（11pin, 12pin）が設けられる。
燃料電池ユニット２の起動時には、電子機器１側からドッキングコネクタ３４上に新規に設けたピン（12pin）を通じて補機を駆動するための電力を供給する構成となっている。また、燃料電池ユニット２側のマイコン等に対しても、電子機器１側からドッキングコネクタ３４上の既存のピン（12pin）を通じて電力を供給できる構成となっている。さらに、ドッキングコネクタ３４上に新規に設けたピン（4pin）を通じて、電子機器１側からＤＭＦＣ用Ｅ２ＰＲＯＭ５７、２次電池用Ｅ２ＰＲＯＭ５８、およびカートリッジ用Ｅ２ＰＲＯＭ５９に電力を供給できる構成となっている。
また、燃料電池ユニット２内のＤＣ／ＤＣ電源回路５４は、ＤＭＦＣセルスタック２２５から送られてきた電力から電子機器１の動作に必要な電圧の電力を生成し、これを出力する。ＤＣ／ＤＣ電源回路５４から出力された電力は、ドッキングコネクタ３４上に新規に設けたピン（11pin）を通じて、電子機器１に供給される。
また、電子機器１から、ドッキングコネクタ３４上の既存のピン（1pin）を通じて、２次電池２３に対する充電を行ったり、２次電池２３から電子機器１へ電力供給を行ったりする構成となっている。
次に、図１６のフローチャートを参照して、同実施形態における電力供給に関する動作について説明する。
ポートリプリケータ用コネクタであるドッキングコネクタ３４に、燃料電池ユニット２が接続され（ステップＦ１）、電子機器１および燃料電池ユニット２が起動されると（ステップＦ２）、電子機器１からメインバッテリ端子３３Ａを通じて供給される電力により、補機６１が駆動される（ステップＦ３）。これにより、ＤＭＦＣセルスタック２２５が起動される。
また、ＤＭＦＣセルスタック２２５およびＡＣアダプタのうちの少なくともいずれかの電力により、マイコン周辺回路５６などが動作することとなる（ステップＦ４）。そして、ＤＭＦＣセルスタック２２５から発生される電力が、ドッキングコネクタ３４を通じて、電子機器１へ供給される（ステップＦ５）。
また、電子機器１から、ドッキングコネクタ３４上の既存のピン（1pin）を通じて、２次電池２３に対する充電を行ったり、２次電池２３から電子機器１へ電力供給を行ったりする（ステップＦ６）。
このように、第６の実施形態によれば、電子機器１本体に設置されている既存のポートリプリケータ用コネクタ（ドッキングコネクタ）に新規ピンを増設したものを利用して、電子機器１からの電力で燃料電池ユニット２側の補機を起動したり、燃料電池ユニット２から電子機器１へ電力を供給したりすることができる。この場合、既存の電子機器１における大幅な回路変更を伴うことなく、簡潔な構成でシステムを実現できる。また、燃料電池ユニット２側の各電力供給源は、独立経路で電子機器１と接続されるため、回路構成を簡潔にすることができる。また、ポートリプリケータ用コネクタ（ドッキングコネクタ）を介して、ポートリプリケータと燃料電池ユニット２とを選択的に接続することができるので、ユーザにとっての利便性が向上する。さらに、電子機器１と燃料電池ユニット２との間で通信を介して連携をとることにより、安全性を高めることができる。
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
本発明の各実施形態に共通する電子機器システムの外観を示す図。 本発明の各実施形態に共通する燃料電池ユニットの概略構成を示す図。 上記燃料電池ユニットの別の概略構成を示す図。 本発明の各実施形態に共通する電子機器の概略構成を示す図。 本発明の第１の実施形態に係る電子機器システムの電力供給に関する構成を示す図。 同実施形態における電力供給に関する動作を示すフローチャート。 本発明の第２の実施形態に係る電子機器システムの電力供給に関する構成を示す図。 同実施形態における電力供給に関する動作を示すフローチャート。 本発明の第３の実施形態に係る電子機器システムの電力供給に関する構成を示す図。 同実施形態における電力供給に関する動作を示すフローチャート。 本発明の第４の実施形態に係る電子機器システムの電力供給に関する構成を示す図。 同実施形態における電力供給に関する動作を示すフローチャート。 本発明の第５の実施形態に係る電子機器システムの電力供給に関する構成を示す図。 同実施形態における電力供給に関する動作を示すフローチャート。 本発明の第６の実施形態に係る電子機器システムの電力供給に関する構成を示す図。 同実施形態における電力供給に関する動作を示すフローチャート。
符号の説明
１…電子機器、２…燃料電池ユニット、３…メインバッテリ、２１…マイコン、２２…ＤＭＦＣ、２３…２次電池、２４…充電回路、２５…供給制御回路、２６…操作ボタン、３１…電源出力端子、３２…ＡＣアダプタ接続用端子（ＡＣ電源入力端子）、３３…メインバッテリ端子、３４…ドッキングコネクタ、５１…BluetoothTM通信部、５２…ＵＳＢ通信部、５３…ＡＣアダプタ接続用端子（ＡＣ電源入力端子）、５４…ＤＣ／ＤＣ電源回路、５５…ＤＣ／ＤＣ電源回路、５６…マイコン周辺回路、５７…ＤＭＦＣ用Ｅ２ＰＲＯＭ、５８…２次電池用Ｅ２ＰＲＯＭ、５９…カートリッジ用Ｅ２ＰＲＯＭ、６０…ＤＣ／ＤＣ電源回路、６１…補機、６３…検出ＩＣ、６５…起動用乾電池、７１…BluetoothTM通信部、７２…ＵＳＢ通信部、７３…充電回路、７４…ＤＣ／ＤＣ電源回路、７５…３端子レギュレータ、１４１…ＬＣＤ、１５１…キーボード、１５２…ポインティングデバイス、２２１…燃料タンク、２２２…燃料ポンプ、２２３…混合タンク、２２４…送液ポンプ、２２５…ＤＭＦＣセルスタック、２２６…送風ポンプ、２３１…Ｅ２ＰＲＯＭ。

Claims (19)

  1. ＡＣアダプタ接続用端子を有する電子機器と、
    化学反応により発電可能な燃料電池と繰り返し充放電可能な２次電池とを有する電池ユニットとを具備する電子機器システムであって、
    前記燃料電池ユニットは、前記燃料電池から発生される電力および前記２次電池から発生される電力の少なくとも一方を、前記ＡＣアダプタ接続用端子を通じて前記電子機器に電力を供給する手段を有することを特徴とする電子機器システム。
  2. 前記電池ユニットおよび前記電子機器は、それぞれ互いに通信を行うための通信手段を有し、
    前記電子機器は、前記通信手段を通じて前記電池ユニットの電源に関する各種状態を示す情報を取得すると共に、その情報に応じて少なくとも当該電子機器の電源に関する制御を行う手段を有することを特徴とする請求項１記載の電子機器システム。
  3. 外部装置を接続するためのコネクタを有する電子機器と、
    化学反応により発電可能な燃料電池を有する電池ユニットとを具備する電子機器システムであって、
    前記電池ユニットは、前記コネクタを介して前記電子機器に接続可能であり、当該電池ユニットの起動時に前記燃料電池の補機を駆動するための電力供給を前記電子機器から前記コネクタ上の第１のピンを通じて受ける手段と、前記燃料電池から発生される電力を前記コネクタ上の第２のピンを通じて前記電子機器へ供給する手段とを有することを特徴とする電子機器システム。
  4. 前記コネクタは、ドッカーを接続するためのドッキングコネクタであることを特徴とする請求項３記載の電子機器システム。
  5. 前記電池ユニットは、当該電池ユニット内の特定の素子を動作させるための電力供給を、前記電子機器から前記コネクタ上の第３のピンを通じて受ける手段を更に有することを特徴とする請求項３又は４に記載の電子機器システム。
  6. 前記電池ユニットは、当該電池ユニットの起動時に前記補機を駆動するための電力を供給可能な乾電池を更に有することを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載の電子機器システム。
  7. 繰り返し充放電可能なバッテリを接続するためのバッテリコネクタを有する電子機器と、
    化学反応により発電可能な燃料電池と繰り返し充放電可能な２次電池とを有する電池ユニットとを具備する電子機器システムであって、
    前記電池ユニットは、前記バッテリコネクタを介して前記電子機器に接続可能であり、前記燃料電池から発生される電力および前記２次電池から発生される電力の少なくとも一方を、前記バッテリコネクタ上の特定のピンを通じて前記電子機器へ供給する手段を有することを特徴とする電子機器システム。
  8. 繰り返し充放電可能なバッテリを接続するためのバッテリコネクタを有する電子機器と、
    化学反応により発電可能な燃料電池と繰り返し充放電可能な２次電池とを有する電池ユニットとを具備する電子機器システムであって、
    前記電池ユニットは、前記燃料電池から発生される電力を前記バッテリコネクタ上の第１のピンを通じて前記電子機器へ供給する手段と、前記バッテリコネクタを介して前記電子機器に接続可能であり、前記２次電池において充放電される電力を前記バッテリコネクタ上の第２のピンを通じて前記電子機器との間で送受する手段とを有することを特徴とする電子機器システム。
  9. 前記電池ユニットは、当該電池ユニットの起動時に前記燃料電池の補機を駆動するための電力供給を、前記電子機器から前記バッテリコネクタ上の第３のピンを通じて受ける手段を更に有することを特徴とする請求項８記載の電子機器システム。
  10. 前記電池ユニットは、当該電池ユニット内の特定の素子を動作させるための電力供給を、前記電子機器から前記バッテリコネクタ上の第４のピンを通じて受ける手段を更に有することを特徴とする請求項８又は９に記載の電子機器システム。
  11. 外部装置を接続するためのコネクタを有する電子機器と、
    化学反応により発電可能な燃料電池と繰り返し充放電可能な２次電池とを有する電池ユニットとを具備する電子機器システムであって、
    前記電池ユニットは、前記燃料電池から発生される電力を前記コネクタ上の第１のピンを通じて前記電子機器へ供給する手段と、前記コネクタを介して前記電子機器に接続可能であり、前記２次電池において充放電される電力を前記コネクタ上の第２のピンを通じて前記電子機器との間で送受する手段とを有することを特徴とする電子機器システム。
  12. 前記電池ユニットは、当該電池ユニットの起動時に前記燃料電池の補機を駆動するための電力供給を、前記電子機器から前記コネクタ上の第３のピンを通じて受ける手段を更に有することを特徴とする請求項１１記載の電子機器システム。
  13. 前記電池ユニットは、当該電池ユニット内の特定の素子を動作させるための電力供給を、前記電子機器から前記コネクタ上の第４のピンを通じて受ける手段を更に有することを特徴とする請求項１１又は１２に記載の電子機器システム。
  14. ＡＣアダプタ接続用端子を有する電子機器と、化学反応により発電可能な燃料電池と繰り返し充放電可能な２次電池とを有する電池ユニットとを具備する電子機器システムに適用される電力供給方法であって、
    前記燃料電池ユニットにおける前記燃料電池から発生される電力および前記２次電池から発生される電力の少なくとも一方を、前記ＡＣアダプタ接続用端子を通じて前記電子機器に供給し、
    前記電池ユニットの電源に関する各種状態を示す情報を、通信媒体を通じて前記電子機器へ送信し、
    前記通信媒体を通じて送信されてくる前記情報に応じて少なくとも前記電子機器の電源に関する制御を行う、
    ことを特徴とする電力供給方法。
  15. 外部装置を接続するためのコネクタを有する電子機器と、化学反応により発電可能な燃料電池を有する電池ユニットとを具備する電子機器システムに適用される電力供給方法であって、
    前記電池ユニットを、前記コネクタを介して前記電子機器に接続し、
    前記電池ユニットの起動時に、前記電子機器から前記コネクタ上の第１のピンを通じて供給される電力で前記燃料電池の補機を駆動し、
    前記燃料電池から発生される電力を前記コネクタ上の第２のピンを通じて前記電子機器へ供給する、
    ことを特徴とする電力供給方法。
  16. 前記電池ユニットの起動時に、前記電子機器から前記コネクタ上の第１のピンを通じて電力が供給されない場合、乾電池で前記補機を駆動することを特徴とする請求項１５記載の電力供給方法。
  17. 繰り返し充放電可能なバッテリを接続するためのバッテリコネクタを有する電子機器と、化学反応により発電可能な燃料電池と繰り返し充放電可能な２次電池とを有する電池ユニットとを具備する電子機器システムに適用される電力供給方法であって、
    前記電池ユニットを、前記コネクタを介して前記電子機器に接続し、
    前記燃料電池から発生される電力および前記２次電池から発生される電力の少なくとも一方を、前記バッテリコネクタ上の特定のピンを通じて前記電子機器へ供給する、
    ことを特徴とする電力供給方法。
  18. 繰り返し充放電可能なバッテリを接続するためのバッテリコネクタを有する電子機器と、化学反応により発電可能な燃料電池と繰り返し充放電可能な２次電池とを有する電池ユニットとを具備する電子機器システムに適用される電力供給方法であって、
    前記電池ユニットを、前記コネクタを介して前記電子機器に接続し、
    前記燃料電池から発生される電力を前記バッテリコネクタ上の第１のピンを通じて前記電子機器へ供給し、
    前記２次電池において充放電される電力を前記バッテリコネクタ上の第２のピンを通じて前記電子機器との間で送受する、
    ことを特徴とする電力供給方法。
  19. 外部装置を接続するためのコネクタを有する電子機器と、化学反応により発電可能な燃料電池と繰り返し充放電可能な２次電池とを有する電池ユニットとを具備する電子機器システムに適用される電力供給方法であって、
    前記電池ユニットを、前記コネクタを介して前記電子機器に接続し、
    前記燃料電池から発生される電力を前記コネクタ上の第２のピンを通じて前記電子機器へ供給し、
    前記２次電池において充放電される電力を前記コネクタ上の第１のピンを通じて前記電子機器との間で送受する、
    ことを特徴とする電力供給方法。
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