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JP5883405B2 - 通電範囲の制御方法および携帯式電子機器 - Google Patents

通電範囲の制御方法および携帯式電子機器 Download PDF

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JP5883405B2 JP2013030595A JP2013030595A JP5883405B2 JP 5883405 B2 JP5883405 B2 JP 5883405B2 JP 2013030595 A JP2013030595 A JP 2013030595A JP 2013030595 A JP2013030595 A JP 2013030595A JP 5883405 B2 JP5883405 B2 JP 5883405B2
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Description

本発明は、携帯式電子機器のカバーを開けて部品を交換する際の安全を確保する技術に関し、さらには、内蔵バッテリィを保有する携帯式電子機器の部品交換時の安全を確保する技術に関する。
ノートブック型パーソナル・コンピュータ(ノートPC)やタブレット型コンピュータ(タブレットPC)のような携帯式コンピュータは、充電式のバッテリィを搭載する。ノートPCでは筐体のベイに着脱可能なバッテリィ・パックを多く採用していたが、ウルトラブック(登録商標)といわれるノートPCやタブレットPCのような薄型の携帯式コンピュータでは筐体内にバッテリィを収納するいわゆる内蔵バッテリィを採用することが多い。
携帯式コンピュータの内蔵バッテリィを交換するには、筐体のカバーを開放する必要がある。内蔵バッテリィ以外でも筐体のカバーを開放してプロセッサやメイン・メモリなどの電子デバイスを交換することがある。携帯式コンピュータはパワー・ボタンまたはGUIを通じてソフト・オフ状態またはパワー・オフ状態(ACPIのS5ステート)に移行させてもAC/DCアダプタまたはバッテリィから電源の起動に必要なデバイスに電力が供給されている。
したがって、部品交換のために筐体を開放する際には、短絡による損傷を防ぐためにAC/DCアダプタを外しさらにバッテリィからの給電を停止して、RTCを除いたすべての電力源を停止する必要がある。ACPIでは、この状態をメカニカル・オフ状態(G3ステート)と定義している。電池パックを搭載する携帯式コンピュータではAC/DCアダプタおよび電池パックを外すことで簡単にG3ステートにすることができる。
内蔵バッテリィを搭載する携帯式コンピュータでは、筐体を開放しない限り内蔵バッテリィを取り外すことができないため、携帯式コンピュータの電源を投入してBIOSのセットアップ画面を通じて内蔵式バッテリィに実装されているスイッチをオフにすることでメカニカル・オフ状態にする。特許文献1は、カバーが開いたときに供給電源を遮断する画像形成装置を開示する。
特開2004−148724号公報
BIOSのセットアップ画面を通じてメカニカル・オフ状態にすることはユーザが慣れていなかったり、S5ステートでも安全だと誤って認識したり、操作が面倒であるため実行しなかったりすることがある。また、AC/DCアダプタを接続した状態で筐体を開放することも予想される。したがって、AC/DCアダプタを外した状態では、筐体を開放したときに自動的にメカニカル・オフ状態にすることが望ましい。
さらに、AC/DCアダプタを接続した状態で筐体を開放した場合には、自動的に通電範囲を最小限に留めること望ましい。このような制御は、ノートPCがすでに搭載しているハードウェアを利用してデバイスの追加的や回路変更を最小限に留めることが望ましい。さらにまた、筐体を開放した状態でパワー・オン状態に遷移させ部品交換の結果を確認できるようにすることが望ましい。本発明はこのようなニーズに応えて携帯式電子機器の部品交換時の安全を確保する方法を提供する。
そこで本発明の目的は、筐体カバーが開放されたときの携帯式電子機器の通電範囲を制御する方法を提供することにある。さらに本発明の目的は、携帯式電子機器の部品交換時の安全を確保する方法を提供することにある。さらに本発明の目的は電源供給の信頼性を確保しながら部品交換時の安全を確保する方法を提供することにある。さらに本発明の目的は、既存のハードウェアの変更を最小限にして部品交換時の安全を確保する方法を提供することにある。さらに本発明の目的は、そのような方法を実現する携帯式コンピュータを提供することにある。
本発明にかかる携帯式電子機器は、ユーザが部品交換のために取り外しできる筐体カバーを有する。電池ユニットはシステムに供給する電力を制御するDC側スイッチを実装する。したがって、DC側スイッチをオフ状態に制御すれば、電池ユニットからシステムに対する通電を完全に停止することができる。第1の制御回路はDC側スイッチを制御する。カバー・スイッチが筐体カバーの開放を検出すると、起動電源が電池ユニットから供給された電力を第1の制御回路に供給する。第1の制御回路は、カバー・スイッチの動作に応答して動作した起動電源から電力が供給されたときにDC側スイッチをオフ状態に制御する
このような構成を備えることで、筐体カバーが開放されたときに電池ユニットからシステムに対する通電を停止して部品交換時の安全を確保することができるようになる。さらにDC側スイッチをオン状態にしてさらにシステムをパワー・オフ状態にしたときに第1の制御回路の電力が停止していても、カバー・スイッチの動作に応じて第1の制御回路がDC側スイッチをオフ状態に制御するため、パワー・オフ状態より一層通電範囲が狭いパワー・ステートに遷移させることができる。
電池ユニットは筐体の内部に収納される内蔵式でも筐体のベイに装着可能な電池パックでもよい。電池ユニットのDC側スイッチを通常はオン状態にしておき、メンテナンスに必要な場合にだけユーザがシステムのソフトウェアを通じてこれをオフ状態にする場合がある。本発明ではユーザがオフ状態にしない場合でも、筐体カバーを開放する前に自動的にDC側スイッチをオフ状態にすることができるため、内蔵式の電池ユニットを収納する携帯式電子機器の部品交換時の安全を確実に確保することができる。また、電池パックは簡単にベイから取り外すことができるが、たとえ取り外さないで筐体カバーを開くようなことがあっても自動的にDC側スイッチをオフ状態に制御して安全を確保することができる。
携帯式電子機器には、システムに電力を供給する外部電力源を接続する外部電源端子と、外部電源端子に接続され外部電力源がシステムに供給する電力を制御するAC側スイッチを設けることができる。このときカバー・スイッチの動作に応答してAC側スイッチがオフ状態に移行するように制御することで、外部電力源が接続されている場合でもシステムに対する通電範囲を限定することができる。
AC側スイッチがオフ状態のときに外部電源端子に接続された外部電力源から電力の供給を受け、カバー・スイッチの動作に応答して起動電源を動作させる第2の制御回路を設けてもよい。この場合、AC側スイッチおよびDC側スイッチがいずれもオフ状態になっているときに第2の制御回路を通じてそれらをオン状態に制御することができる。筐体カバーが開放され外部電力源が外されている間にDC側スイッチがオン状態の電池ユニットが装着されたときに第1の制御回路はDC側スイッチをオフ状態にすることができる。その結果、不用意にDC側スイッチがオン状態の電池ユニットが装着されても、一瞬は通電されるがただちにDC側スイッチをオフ状態にして安全を確保することができる。
筐体カバーが開放されDC側スイッチがオフ状態の電池ユニットが装着されている間に外部電力源が接続されていないときは、その後外部電力源が接続されたときに第2の制御回路がAC側スイッチをオン状態に制御することができる。その結果、システムに電力を供給して第1の制御回路がDC側スイッチもオン状態に制御することができるようになる。筐体カバーが開放されている間に外部電力源が接続されているときは、その後外部電力源を外してから再接続してパワー・オン・リセットすることで第2の制御回路がAC側スイッチをオン状態に制御することができる。その結果、外部電力源のリセット操作だけでシステムに電力を供給してAC側スイッチおよびDC側スイッチをオン状態に復帰させることができるため、リセットのためにハードウェアを追加する必要がなくなる。
本発明の他の態様では、電池ユニットから電力の供給を受け、電池ユニットの出力を制御することが可能なコントローラを搭載する携帯式コンピュータのパワー・ステートを制御する方法を提供する。システムをパワー・オフ状態に遷移させてコントローラに対する電力を停止する。つづいて、携帯式コンピュータの筐体カバーが開放されたことを検出する。つづいて、検出に応答して電池ユニットからコントローラに電力を供給する。つづいて、コントローラが電池ユニットの出力を停止してシステムをパワー・オフ状態より通電範囲が狭いメカニカル・オフ状態に遷移させる。
その結果、筐体カバーを開放したときは自動的にパワー・オフ状態よりも一層通電範囲が狭い状態にすることができる。携帯式コンピュータにAC/DCアダプタの接続が可能な場合に、メカニカル・オフ状態は第1のメカニカル・オフ状態と第1のメカニカル・オフ状態より通電範囲が広い第2のメカニカル・オフ状態を定義することができる。そしてシステムは、電池ユニットの出力が停止してAC/DCアダプタが接続されたときに第2のメカニカル・オフ状態に遷移し、電池ユニットの出力が停止してAC/DCアダプタが外されたときに第1のメカニカル・オフ状態に遷移することができる。
第1のメカニカル・オフ状態はACPIのG3ステートとすることができる。第2のメカニカル・オフ状態はAC/DCアダプタの電力をシステムに供給するAC側スイッチを制御するパワー・コントローラに電力を供給する状態とすることができる。その結果、第1のメカニカル・オフ状態のときに第2のメカニカル・オフ状態を通じてシステムをパワー・オフ状態に復帰させることができる。
パワー・オフ状態はAC/DCアダプタが接続されかつ電池ユニットの出力を制御するDC側スイッチがオン状態に移行している状態とすることができる。パワー・オフ状態まで復帰すれば、パワー・ボタンの押下による通常の操作でパワー・オン状態に遷移させることができる。筐体カバーが開放されかつ第1のメカニカル・オフ状態に遷移している間にAC/DCアダプタを接続したときにパワー・オフ状態に遷移することができる。また、筐体カバーが開放されかつ第2のメカニカル・オフ状態に遷移しているときにAC/DCアダプタを外してから再度接続することでパワー・オフ状態に遷移させることができる。いずれの場合も、AC/DCアダプタの着脱操作だけでパワー・オフ状態に制御することができる。
本発明により、筐体カバーが開放された携帯式電子機器の通電範囲を制御する方法を提供することができた。さらに本発明により、携帯式電子機器の部品交換時の安全を確保する方法を提供することができた。さらに本発明により電源供給の信頼性を確保しながら部品交換時の安全を確保する方法を提供することができた。さらに本発明により、既存のハードウェアの変更を最小限にして部品交換時の安全を確保する方法を提供することができた。さらに本発明により、そのような方法を実現する携帯式コンピュータを提供することができた。
ノートPC10のボトム・カバー21を開けたときの状態を説明する図である。 ノートPC10の電力系統の機能ブロック図である。 ノートPC10のパワー・ステートに関する状態遷移図である。 部品交換の際に通電範囲を制御する手順を説明するフローチャートである。 部品交換してからパワー・オフ状態に復帰する際の手順を説明するフローチャートである。 AC/DCアダプタ101が接続されたS4/S5ステートにおける通電範囲を説明する図である。 AC/DCアダプタ101が外されたS4/S5ステートにおける通電範囲を説明する図である。 G3ステートにおける通電範囲を説明する図である。 G3xステートにおける通電範囲を説明する図である。
図1(A)は、ノートPC10の外形を示す斜視図で、図1(B)はボトム・カバー21を外した状態のシステム筐体15の内部を示す底面図である。図2はノートPC10の電力系統の機能ブロック図である。ノートPC10は、ディスプレイ11を実装するディスプレイ筐体13と表面にキーボード17を実装し内部に多くのデバイスを収納するシステム筐体15がヒンジ機構19a、19bで開閉できるように結合されている。システム筐体15の側面にはAC/DCアダプタ101を接続する電源ジャック23が取り付けられる。
システム筐体15の底面には、ネジでボトム・カバー21が取り付けられている。ボトム・カバー21を取り外すとマザーボード51、HDD53、放熱ファン55などが露出する。マザーボード51には、CPU57、チップ・セット59、エンベデッド・コントローラ(EC)171、DC/DCコンバータ群107、パワー・コントローラ(PWC)131、および電池ユニット151などが実装されている。
システム筐体15には、ボトム・カバー21が開放されたときに接点が閉じるカバー・スイッチ115が取り付けられている。カバー・スイッチ115は特に種類を限定する必要はなく、ボトム・カバー21とシステム筐体15が密着および離間している状態を検出できるものであれば、磁気センサ、静電容量センサ、または機械式スイッチなどを採用することができる。
ノートPC10は、ボトム・カバー21を取り外すことでユーザまたは専門会社がシステム筐体15に収納されているデバイスを交換することができる。特に電池ユニット151はシステム筐体15のベイに装着される電池パックとは異なり、交換するためには必ずボトム・カバー21を取り外す必要がある。図2で電源ジャック23には給電停止用のFET103および電池ユニット151からの電力逆流防止用のFET105が直列に接続されている。
AC/DCアダプタ101は、ノートPC10が搭載するすべてのデバイスに電力を供給するとともに電池ユニット151を充電する。なお、図2からは充電回路を省略している。また、AC/DCアダプタ101の出力と電池ユニット151の出力は共通のラインでDC/DCコンバータ群107の一次側に接続されているが、AC/DCアダプタ101は電池ユニット151より電圧が高いため、電池ユニット151の充電が終了していてもすべてのデバイスに電力を供給する。
FET105の二次側はDC/DCコンバータ群107の一次側に接続されている。DC/DCコンバータ群107は複数のスイッチング・レギュレータで構成され、ノートPC10が使用する複数の電圧を生成する。DC/DCコンバータ群107はノートPC10のパワー・ステートに応じて3M系統、3A系統、および3B系統の電力を出力する。3M系統、3A系統および3B系統はデバイス群111に接続されている。デバイス群111は、CPU57、チップ・セット59、EC171、PWC131、およびHDD53などの複数のデバイスを含む。
PWC131は、CPU、RAM、ROMおよびリニア・レギュレータ133を含んで構成されている。PWC131はFET103、105、113、およびDC/DCコンバータ群107の動作を制御する。FET103、105はAC/DCアダプタ101が接続されないときにゲートの電位が消失してオフ状態に移行する。なお、一次側が交流電源のアウトレットに接続されたAC/DCアダプタ101が電源ジャック23を通じてノートPC10に電力を供給する状態を単にAC/DCアダプタ101が接続されたということにする。
リニア・レギュレータ133は、VREGIN20ラインでAC/DCアダプタ101から電力の供給を受け、VREGIN10ラインで電池ユニット151から電力の供給を受ける。リニア・レギュレータ133は、AC/DCアダプタ101または電池ユニット151のいずれかから電力が供給されるときは、所定の安定した電圧で3SW系統の電力を出力する。リニア・レギュレータ133はAC/DCアダプタ101から電力の供給を受けている間に、AC/DCアダプタ101が外されたときは無瞬断で電力源が切り換わって電池ユニット151から電力の供給を受ける。
リニア・レギュレータ133は、電池ユニット151から電力の供給を受けている間にAC/DCアダプタ101が接続されたときは、無瞬断で電力源が切り換わってAC/DCアダプタ101から電力の供給を受ける。PWC131は、リニア・レギュレータ133から電力の供給を受けて動作する。PWC131は、AC/DCアダプタ101および電池ユニット151の双方からの電力供給が停止しその後いずれか一方から電力が供給されたときにパワー・オン・リセット動作をして、FET103、105をオン状態にする。
3SW系統は、EC171のハードウェア・ブロック173およびリッド・センサ(図示せず。)などの電源の起動に必要なデバイスに電力を供給する。3M系統は、EC171のプログラマブル・ブロック179のようにAC/DCアダプタ101が接続されたときに動作し、外されたときに停止するデバイスに電力を供給する。3A系統は、サスペンド状態以上のパワー・ステートで動作するデバイスに電力を供給する。3B系統は、パワー・オン状態で動作するデバイスに電力を供給する。
EC171は、ハードウェア論理回路175およびレジスタ177などで構成されたハードウェア・ブロック173と、CPU181、RAM、ROMなどを含むプログラマブル・ブロック179で構成されている。ハードウェア・ブロック173には、グランドとの間にカバー・スイッチ115を経由してDETECTラインが接続されている。カバー・スイッチ115は、ボトム・カバー21が開放されたときに接点が閉じるノーマル・オープン・モードのスイッチである。ハードウェア・ブロック173にはさらに電源を起動するパワー・ボタン121が接続されている。
DETECTラインは、抵抗を介して3SW系統の電源でプルアップされている。論理回路175は、ボトム・カバー21が開放されたときの電源の制御を行い、レジスタ177はDETECTラインの論理状態を記憶する。プログラマブル・ブロック179は、ノートPC10の内部の温度や電力の管理にかかるプログラムをCPU55とは独立して実行することができるマイクロ・コンピュータである。プログラマブル・ブロック179は、DC/DCコンバータ群107、およびFET103、105、113などの動作を制御する。PWC131は、SPIバスでEC171のプログラマブル・ブロック171に接続され、VCIラインでハードウェア・ブロック173に接続される。
電池ユニット151は、リチウム・イオン型の電池セル153、保護回路159およびMPU161などを含む。電池セル153の出力は、直列に接続された放電制御用のFET155および充電制御用のFET157を経由してFET113に接続される。電池ユニット151の表面は柔軟な絶縁シートで保護されているため、FET155をオフにすると電池ユニット151はシステム筐体10に収納されていても、安全面ではベイから電池パックが取り外された状態と同等になる。
MPU161は、I2CバスでEC171のプログラマブル・ブロック179に接続されている。MPU161は、保護回路159が動作したときおよびI2Cバスを通じてプログラマブル・ブロック179からコマンドを受け取ったときなどにFET155、157の動作を制御する。電池ユニット151の出力端子とDC/DCコンバータ107の一次側の間にはFET113が接続される。EC171は、電池ユニット151を充電する際にFET113をオフ状態にし、充電が完了するとオン状態にする。充電中はAC/DCアダプタ101がDC/DCコンバータ群107に電力を供給し、AC/DCアダプタ101が突然電力供給を停止したときは、FET113の寄生ダイオードで一時的に電力を供給しておいてその後EC171のCPU181がFET113をオン状態にする。
ここでノートPC10のパワー・ステートについて説明する。図3はノートPC10のパワー・ステートを示す状態遷移図である。ノートPC10は、ACPI(Advanced Configuration and Power Interface)の省電力機能に対応している。ノートPC10は、S0ステート(パワー・オン状態)、S3ステート(サスペンド状態)、S4ステート(ハイバネーション状態)およびS5ステート(パワー・オフ状態)のいずれかに遷移する。本実施の形態ではS4ステートとS5ステートを同じパワー・ステートとして定義しているが両者は異なっていてもよい。
S4/S5ステートのときには、AC/DCアダプタ101の接続状態で通電範囲が異なる。AC/DCアダプタ101が接続され充電していないときは、FET103、105、113がオン状態である。このときの通電範囲を図6に太線で示す。PWC131またはプログラマブル・ブロック179は3M系統が動作し3A系統および3B系統が停止するようにDC/DCコンバータ群107を制御する。
AC/DCアダプタ101が外されたときは、FET103、105がオフ状態になり、FET113はオン状態になる。このときの通電範囲を図7に太線で示す。PWC131は3M系統、3A系統および3B系統がすべて動作を停止するようにDC/DCコンバータ群107を制御する。S4/S5ステートでは、AC/DCアダプタ101の接続および非接続にかかわらずDC/DCコンバータ群107の一次側まで通電され、さらに3SW系統にも通電される。また、AC/DCアダプタが接続されているときは3M系統にも通電されるため、ボトム・カバー21を開放して部品交換をすると短絡事故が発生する可能性がある。
AC/DCアダプタ101をジャック23から外し、電池ユニット151のFET155をオフ状態に制御することでシステムをS4/S5ステートより安全なG3ステート(メカニカル・オフ状態)に遷移させることができる。図8にG3ステートの通電範囲を太線で示す。G3ステートでは、RTC(Real Time Clock)の電力源であるボタン電池以外の電力源が停止してシステムに通電されないため、安全に部品を交換することができる。本実施の形態では、G3ステートに加えて、AC/DCアダプタ101が接続されかつFET103と電池ユニット151のFET155がいずれもオフ状態のG3xステートを定義する。
図9にG3xステートの通電範囲を太線で示す。G3xステートではPWC131と3SW系統だけが動作する。G3xステートは、AC/DCアダプタ101が非接続状態のS4/S5ステート(図7)よりは通電範囲が狭いが、G3ステートよりは通電範囲が広いパワー・ステートである。ボトム・カバー21を開放するときはAC/DCアダプタ101を外すことが望ましいが、G3xステートは何らかの理由でAC/DCアダプタ101が接続された状態でボトム・カバー21を開放しても、短絡事故のリスクを軽減することが可能なパワー・ステートでもある。またG3xステートは、G3ステートからシステムをS0ステートに遷移させる際に一時的に通過するパワー・ステートでもある。
S4/S5ステートのときは、パワー・ボタン121を押下すると論理回路175がVCIラインを通じてPWC131に起動信号を送る。PWC131はDC/DCコンバータ群107を制御してシステムをS0ステートに遷移させることができる。G3ステートでは、プログラマブル・ブロック179が電池ユニット151にコマンドを送ることができない。またG3xステートではFET103がオフ状態を維持している。したがって、G3ステートおよびG3xステートでは、パワー・ボタン121の押下でシステムをS0ステートに遷移させることができないため特別な工夫が必要になる。
つぎに、図4、図5を参照してボトム・カバー21の開放の際にノートPC10が通電範囲を制御する方法を説明する。図4はシステムがG3ステートまたはG3xステートに遷移するときの手順を示すフローチャートで、図5はシステムがG3ステートまたはG3xステートからS4/S5ステートに遷移するときの手順を示すフローチャートである。
ブロック201でボトム・カバー21は閉じており、システムはS0ステート、S3ステートまたはS4/S5ステートのいずれかのパワー・ステートに遷移している。AC/DCアダプタ101は接続状態または非接続状態のいずれかである。FET103、105、113、155、157はいずれもオン状態である。3M系統は、S4/S5ステートでAC/DCアダプタ101が非接続状態のときに停止しそれ以外では動作している。
またボトム・カバー21が閉じてカバー・スイッチ115はオフ状態である。いずれのパワー・ステートでも3SW系統は動作しているためEC171のDETECTラインの論理はハイである。ブロック203で3SW系統が停止するときはブロック231に移行し動作を継続するときはブロック205に移行する。ブロック231に移行する状態は、ユーザがS0ステートにおいてBIOSのセットアップ画面でFET155をオフ状態に制御し、かつAC/DCアダプタ101を外すことで、システムをG3ステートに遷移させる場合に相当する(遷移K)。
G3ステートは、ボトム・カバー21を開放して部品交換できる最も安全な状態であり手順は終了する。ブロック205に移行するときは、AC/DCアダプタ101または電池ユニット151のいずれかからリニア・レギュレータ133に電力が供給されている。ブロック205でユーザがボトム・カバー21を開放するとカバー・スイッチ115がオン状態になってDETECTラインの論理がローに遷移しレジスタ177の論理はローに設定される。ブロック207で3M系統の電源が動作しているときはブロック209に移行し、停止しているときはブロック233に移行する。3M系統の電源が動作しているのは、S0ステート、S3ステートまたはAC/DCアダプタ101が接続されたS4/S5ステートの場合である。3M系統が停止しているのは、AC/DCアダプタ101が外されたS4/S5ステートの場合である。
ブロック209で論理回路175は、DETECTラインの電位の立ち下がりエッジを検出してCPU181にボトム・カバー21が開放されたことを通知する。ブロック211でCPU181がI2Cバスを通じて電池ユニット151にコマンドを送ると、MPU161はFET155をオフ状態にする。ブロック213でCPU181はSPIバスを通じてPWC133にFET103をオフ状態にするように指示する。あるいは、CPU181は直接FET103をオフ状態にしてもよい。
ブロック215でAC/DCアダプタ101が非接続のときはブロック239に移行してシステムはG3ステートに遷移する(遷移K、G、H)。ブロック215でAC/DCアダプタ101が接続されているときはブロック217に移行してシステムはG3xステートに遷移する(遷移E、C、F)。以後、G3xステートのときにAC/DCアダプタ101を外すとG3ステートに遷移し(遷移I)、G3ステートのときにAC/DCアダプタ101を接続するとG3xステートに遷移する(遷移J)。
ブロック233でDETECTラインの電位の立ち下がりエッジを検出した論理回路175は、VCIラインの論理をハイに設定する。ブロック235でPWC131はVCIラインの電位の立ち上がりエッジを検出するとDC/DCコンバータ群107に信号を送って3M系統を動作させる。このとき3M系統の電力は電池ユニット151が供給する。3M系統から電力の供給を受けたプログラマブル・ブロック179はブロック237でパワー・オン・リセットする。リセットされたCPU181は、最初にレジスタ177を参照しさらにPWC131にAC/DCアダプタ101の接続状態を確認するように構成されている。
CPU181はレジスタ177の論理がローでAC/DCアダプタ101が接続されていないことを確認すると、ブロック211に移行して電池ユニット151にFET155をオフ状態にするコマンドを送る。図4の手順では、S0ステート、S3ステートまたはS4/S5ステートのシステムが、ボトム・カバー21の開放に応じて自動的にG3ステートまたはG3xステートのいずれかに遷移する。
図5のブロック301では、ボトム・カバー21が開放されてシステムがG3ステートまたはG3xステートに遷移している間に部品交換作業が行われる。3SW系統の電源は、G3xステートでは動作しG3ステートでは停止している。3M系統の電源はいずれのパワー・ステートでも停止している。部品交換作業において、電池ユニット151が交換されることがある。交換される新しい電池ユニットは通常FET155がオフ状態であるが、FET155がオン状態の電池ユニットが装着される可能性もある。
ブロック303でFET155がオン状態の電池ユニットが装着されたときはブロック305に移行し、オフ状態の電池ユニットが装着されたときはブロック331に移行する。ブロック305でその時点のパワー・ステートがG3ステートのときはブロック307に移行し、G3xステートのときはブロック333に移行する。
ブロック307でVREGIN10ラインを通じて交換された電池ユニットからリニア・レギュレータ133に電力が供給されると3SW系統が動作し、DETECTラインはプルアップされる。ハードウェア・ブロック173の論理回路175はパワー・オン・リセットされたときに最初にレジスタ177を参照する。論理回路175は、レジスタ177を参照してボトム・カバー21が開放されていることを確認すると、VCIラインの論理をハイに設定する。
ブロック309でPWC131はVCIラインの電位の立ち上がりエッジを検出するとDC/DCコンバータ群107に信号を送って3M系統を動作させる。ブロック311でパワー・オン・リセットしたCPU181はレジスタ177の論理がローに設定されていることを確認し、SPIラインを通じてPWC131にAC/DCアダプタ101の接続状態を確認する。AC/DCアダプタ101が非接続のときは、まだ部品交換作業が完全に終了していないと想定して、CPU181はMPU161にコマンドを送ってFET155をオフ状態にする。
ブロック331で現在のパワー・ステートがG3ステートのときはブロック313に移行し、G3xステートのときはブロック333に移行する。ブロック313およびブロック333はユーザがAC/DCアダプタ101を接続する作業を示しており、いずれかの作業を行わない限りこれ以上は手順が進行しない。ブロック313ではG3ステートのときにAC/DCアダプタ101を接続してシステムをG3xステートに遷移させる(遷移J)。この時点でFET155はオフ状態であるため、電池ユニット151は電力を送出しないが、VREGIN20ラインを通じて電力の供給を受けたPWC131はパワー・オン・リセットし、さらにリニア・レギュレータ133が3SW系統を動作させる。
ブロック333に移行する前の時点では、AC/DCアダプタ101は接続されているがFET103がオフ状態になっているため3M系統は停止しており、CPU181はFET103をオン状態にできない。また、PWC131は、VREGIN20ラインから電力供給を受けてFET103をオフ状態にしているため何らかのきっかけがないとそれらをオン状態にできない。本実施の形態ではG3xステートのときにAC/DCアダプタ101を一旦外してG3ステートに遷移させ、その後AC/DCアダプタ101を接続してG3xステートに遷移させて(遷移J)、PWC131をパワー・オン・リセットする。
ブロック315では、ブロック313またはブロック333でパワー・オン・リセットしたPWC131がFET103をオン状態にする。ブロック317でPWC131は、DC/DCコンバータ群107に信号を送って3M系統を動作させる。ブロック319でパワー・オン・リセットしたCPU181はレジスタ177の論理がローに設定されていることを確認し、SPIラインを通じてPWC131にAC/DCアダプタ101の接続状態を確認する。
ブロック311の手順とは異なりAC/DCアダプタ101が接続されているときは、部品交換作業が完全に終了して試験的に通電していると想定して、CPU181はMPU161にコマンドを送ってFET155をオン状態にする。その結果AC/DCアダプタ101が接続されたときは、ボトム・カバー21を開放した状態でS0ステートに遷移させて部品交換した結果を確認できる。ブロック321でシステムはS4/S5ステートに遷移する(遷移L)。ブロック323でボトム・カバー21が閉じられカバー・スイッチ115はオープン状態に戻る。
本実施の形態を採用しない場合に、FET103の一次側および電池ユニット151の出力側にボトム・カバー21が開放されたときにオフ状態になるカバー・スイッチを挿入する方法が考えられる。この場合、ボトム・カバー21が開放されると、システムをG3xステートよりもG3ステートに近い状態にすることができる。しかし、そのような方法は新たにスイッチ回路を増やす必要があるとともに、スイッチが故障した場合にシステムに電力供給ができなくなって電源の信頼性が低下するため採用しない。
本実施の形態では、ボトム・カバー21を開放したときにオフ状態を維持するモードでカバー・スイッチ115が故障したときはボトム・カバー21の開放で自動的にG3ステートまたはG3xステートに遷移させることはできなくなるが、システムの動作を継続させることができる。また、ボトム・カバー21を閉じた時にオン状態になるモードでカバー・スイッチ115が故障したときは、ボトム・カバー21を閉じている間DETECTラインの論理はローに遷移するが電位の立ち上がりエッジは発生しないため、ブロック313またはブロック333以降の手順でシステムをS4/S5ステートに遷移させることができる。
ブロック333では、AC/DCアダプタ101の再接続でPWC131をパワー・オン・リセットしたが、パワー・ボタン121を押下したときにハードウェア・ブロック173がPWC131にリセット信号を送るようにすることも可能である。あるいは、PWC131にリセット・ボタンを接続するようにしてもよい。これまで、内蔵式の電池ユニット151を例にして説明してきたが、本発明はベイに装着される電池ユニットを実装するノートPCに適用することもできる。
DETECTラインが接続されたハードウェア・ブロック173をEC171に収納する例を説明したが、ハードウェア・ブロック173は独立した回路としてもよいし、PWC131に組み込むようにしてもよい。これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることはいうまでもないことである。
10 ノートPC
15 システム筐体
21 ボトム・カバー
23 AC/DCアダプタの電源ジャック
101 AC/DCアダプタ
107 DC/DCコンバータ群
115 カバー・スイッチ
131 パワー・コントローラ
151 電池ユニット
171 エンベデッド・コントローラ
173 ハードウェア・ブロック
179 プログラマブル・ブロック

Claims (20)

  1. マザーボードが実装する部品を交換する際に取り外す筐体カバーを有する携帯式電子機器であって、
    システムに供給する電力を制御するDC側スイッチを実装する電池ユニットと、
    前記DC側スイッチを制御する制御回路と、
    前記筐体カバーの開放を検出するカバー・スイッチと、
    前記電池ユニットから供給された電力を前記制御回路に供給する起動電源とを有し、
    前記制御回路は、前記カバー・スイッチの動作に応答して動作した前記起動電源から電力が供給されたときに前記DC側スイッチをオフ状態に制御して、前記電池ユニットが電力を供給するすべてのデバイスの電源を停止する携帯式電子機器。
  2. 前記電池ユニットが筐体の内部に収納される内蔵式電池ユニットである請求項1に記載の携帯式電子機器。
  3. 取り外し可能な筐体カバーを有する携帯式電子機器であって、
    システムに供給する電力を制御するDC側スイッチを実装する電池ユニットと、
    前記DC側スイッチを制御する第1の制御回路と、
    前記筐体カバーの開放を検出するカバー・スイッチと、
    前記電池ユニットから供給された電力を前記第1の制御回路に供給する起動電源と、
    前記携帯式電子機器に電力を供給する外部電力源を接続する外部電源端子と、
    前記外部電源端子に接続され前記外部電力源がシステムに供給する電力を制御するAC側スイッチと、
    前記AC側スイッチがオフ状態のときに前記外部電源端子に接続された前記外部電力源から電力の供給を受け、前記カバー・スイッチの動作に応答して前記起動電源を動作させる第2の制御回路とを有し、
    前記第1の制御回路は、前記カバー・スイッチの動作に応答して動作した前記起動電源から電力が供給されたときに前記DC側スイッチをオフ状態に制御する携帯式電子機器。
  4. 前記カバー・スイッチの動作に応答して前記AC側スイッチがオフ状態に移行する請求項3に記載の携帯式電子機器。
  5. 前記筐体カバーが開放され前記外部電力源が外されている間に前記DC側スイッチがオン状態の電池ユニットが装着されたときに前記第1の制御回路は前記DC側スイッチをオフ状態に制御する請求項3に記載の携帯式電子機器。
  6. 前記筐体カバーが開放され前記DC側スイッチがオフ状態の電池ユニットが装着されている間に前記外部電力源が接続されていないときは、その後前記外部電力源が接続されたときに前記第2の制御回路が前記AC側スイッチをオン状態に制御する請求項3に記載の携帯式電子機器。
  7. 前記筐体カバーが開放されている間に前記外部電力源が接続されているときは、その後前記外部電力源が外されてから接続されたときに前記第2の制御回路が前記AC側スイッチをオン状態に制御する請求項3に記載の携帯式電子機器。
  8. 前記電池ユニットが前記携帯式電子機器の筐体のベイに収納される電池パックである請求項3から請求項7のいずれかに記載の携帯式電子機器。
  9. マザーボードが実装する部品を交換する際に取り外す筐体カバーを有する携帯式電子機器であって、
    前記携帯式電子機器に電力を供給する外部電力源を接続する外部電源端子と、
    前記外部電源端子に接続され前記外部電力源がシステムに供給する電力を制御するAC側スイッチと、
    前記システムに供給する電力を制御するDC側スイッチを実装する電池ユニットと、
    前記DC側スイッチを制御することが可能な第1の制御回路と、
    前記AC側スイッチがオフ状態のときに前記外部電力源から電力の供給を受けることが可能な第2の制御回路と、
    前記筐体カバーの開放を検出するカバー・スイッチとを有し、
    前記カバー・スイッチの動作に応答して前記AC側スイッチがオフ状態に移行し、前記第2の制御回路が前記第1の制御回路に電力を供給する信号を生成し、電力の供給を受けた前記第1の制御回路が前記DC側スイッチをオフ状態に制御する携帯式電子機器。
  10. 取り外し可能な筐体カバーを有する携帯式電子機器であって、
    前記携帯式電子機器に電力を供給する外部電力源を接続する外部電源端子と、
    前記外部電源端子に接続され前記外部電力源がシステムに供給する電力を制御するAC側スイッチと、
    前記システムに供給する電力を制御するDC側スイッチを実装する電池ユニットと、
    前記DC側スイッチを制御することが可能な第1の制御回路と、
    前記AC側スイッチがオフ状態のときに前記外部電力源から電力の供給を受けることが可能な第2の制御回路と、
    前記筐体カバーの開放を検出するカバー・スイッチとを有し、
    前記カバー・スイッチの動作に応答して前記AC側スイッチがオフ状態に移行し、前記第2の制御回路が前記第1の制御回路に電力を供給する信号を生成し、電力の供給を受けた前記第1の制御回路が前記DC側スイッチをオフ状態に制御し、前記筐体カバーが開放されている間に前記外部電力源が接続されているときは、その後前記外部電力源が外されてから接続されたときに前記第1の制御回路が前記DC側スイッチをオン状態に制御し前記第2の制御回路が前記AC側スイッチをオン状態に制御する携帯式電子機器。
  11. 出力を制御するDC側スイッチを実装する電池ユニットから電力の供給を受け、前記DC側スイッチを制御することが可能なコントローラを搭載する携帯式電子機器の通電範囲を制御する方法であって、
    前記携帯式電子機器が前記コントローラに対する電力供給が停止するパワー・ステートに遷移するステップと、
    前記携帯式電子機器のマザーボードが実装する部品を交換する際に取り外す筐体カバーが開放されたことを検出するステップと、
    前記検出に応答して前記コントローラに前記電池ユニットから電力を供給するステップと、
    前記コントローラが前記DC側スイッチをオフ状態に制御して、前記電池ユニットが電力を供給するすべてのデバイスの電源を停止するステップと
    を有する方法。
  12. さらに前記携帯式電子機器外部電力源から電力の供給を受けることが可能で、
    前記携帯式電子機器に前記外部電力源が電力を供給しているときに、前記検出に応答して前記外部電力源がシステムに供給する電力を制御するAC側スイッチをオフ状態に制御するステップと
    を有する請求項11に記載の方法。
  13. 出力を制御するDC側スイッチを実装する電池ユニットまたは外部電力源から電力の供給を受け、前記DC側スイッチを制御することが可能なコントローラを搭載する携帯式電子機器の通電範囲を制御する方法であって、
    前記コントローラに対する電力供給を停止するステップと、
    前記携帯式電子機器の筐体カバーが開放されたことを検出するステップと、
    前記検出に応答して前記コントローラに前記電池ユニットから電力を供給するステップと、
    前記コントローラが前記DC側スイッチをオフ状態に制御して、前記コントローラに対する電力供給を停止するステップと、
    前記携帯式電子機器に前記外部電力源が接続されているときに、前記検出に応答して前記外部電力源がシステムに供給する電力を制御するAC側スイッチをオフ状態に制御するステップと、
    前記筐体カバーが開放されている間に前記AC側スイッチをオフ状態に維持しかつ前記外部電力源の接続を維持するステップと、
    前記外部電力源を切断したのちに再度接続して前記AC側スイッチをオン状態にするステップと
    を有する方法。
  14. 前記筐体カバーが開放されている間に前記電池ユニットをDC側スイッチがオン状態の電池ユニットに交換するステップと、
    前記外部電力源が外れているときに前記交換された電池ユニットから前記コントローラに電力を供給するステップと、
    前記コントローラが前記DC側スイッチをオフ状態に制御するステップと
    を有する請求項13に記載の方法。
  15. 電池ユニットの出力を制御することが可能なコントローラを搭載し電池ユニットから電力の供給を受けることが可能な携帯式コンピュータのパワー・ステートを制御する方法であって、
    システムをパワー・オフ状態に遷移させて前記コントローラに対する電力を停止するステップと、
    前記携帯式コンピュータのマザーボードが実装する部品を交換する際に取り外す筐体カバーが開放されたことを検出するステップと、
    前記検出に応答して前記電池ユニットから前記コントローラに電力を供給するステップと、
    前記コントローラが前記電池ユニットの出力を停止してシステムを前記パワー・オフ状態より通電範囲が狭いメカニカル・オフ状態に遷移させるステップと
    を有する方法。
  16. AC/DCアダプタの接続が可能で、電池ユニットの出力を制御することが可能なコントローラを搭載し電池ユニットから電力の供給を受けることが可能な携帯式コンピュータのパワー・ステートを制御する方法であって、
    システムをパワー・オフ状態に遷移させて前記コントローラに対する電力を停止するステップと、
    前記携帯式コンピュータの筐体カバーが開放されたことを検出するステップと、
    前記検出に応答して前記電池ユニットから前記コントローラに電力を供給するステップと、
    前記コントローラが前記電池ユニットの出力を停止してシステムを前記パワー・オフ状態より通電範囲が狭いメカニカル・オフ状態に遷移させるステップとを有し、
    前記メカニカル・オフ状態が第1のメカニカル・オフ状態と該第1のメカニカル・オフ状態より通電範囲が広い第2のメカニカル・オフ状態を含み、前記電池ユニットの出力が停止して前記AC/DCアダプタが接続されたときに前記第2のメカニカル・オフ状態に遷移し、前記電池ユニットの出力が停止して前記AC/DCアダプタが外されたときに前記第1のメカニカル・オフ状態に遷移する方法。
  17. 前記第2のメカニカル・オフ状態が前記AC/DCアダプタの電力をシステムに供給するAC側スイッチを制御するパワー・コントローラに電力を供給する状態である請求項16に記載の方法。
  18. 前記パワー・オフ状態が前記AC/DCアダプタが接続されかつ前記電池ユニットの出力を制御するDC側スイッチがオン状態に移行している状態である請求項16または請求項17に記載の方法。
  19. 前記筐体カバーが開放されかつ前記第1のメカニカル・オフ状態に遷移している間に前記AC/DCアダプタを接続したときに前記パワー・オフ状態に遷移するステップを有する請求項16から請求項18のいずれかに記載の方法。
  20. 前記筐体カバーが開放されかつ前記第2のメカニカル・オフ状態に遷移しているときに前記AC/DCアダプタを外してから再度接続すると前記パワー・オフ状態に遷移するステップを有する請求項16から請求項19のいずれかに記載の方法。
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