專利名稱：電子設(shè)備的供電方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在便攜式電子設(shè)備中抑制電磁波噪聲輻射的方法。
技術(shù)背景圖1是示出以往電子設(shè)備結(jié)構(gòu)的框圖。該電子設(shè)備包括多個電路塊10-1到10-3。這多個電路塊10-1到10-3通過電源線320從電源電路300 接收電力。電源電路300是將供給電路塊10-1到10-3的電壓調(diào)節(jié)為恒壓 的恒壓電源。從電源電路供給電路塊的大電流流到供電線。結(jié)果，為了 減小線路阻抗，供電線需要大量的布線空間。而該大量的布線空間又成 了便攜式設(shè)備小型化的障礙。另外，由電路塊的工作產(chǎn)生的高頻電流在 供電線中流動。結(jié)果，出現(xiàn)以下問題，即供電線充當天線向空中輻射電 磁波。一種用于防止由電路塊的工作所產(chǎn)生的高頻電流噪聲流到公用的供 電線320的已知方法是，阻止輸入電壓波動傳遞到供電線。如日本特開 平11-103014號公報中所公開的，可通過向電路塊的電源輸入部中增設(shè)電 壓跟隨電路來抑制輸入電壓波動。此外，日本特開平11-235018號公報中 公開了一種分布式供電系統(tǒng)，其中，在各電路塊上代替電壓跟隨電路而 設(shè)置有電源電路。發(fā)明內(nèi)容根據(jù)實施方式的一個方面，本發(fā)明的電氣設(shè)置包括多個電路塊， 多個電源，以及與所述多個電路塊一一對應地接收電力的多個輸入部， 其中，所述電源位于所述電力輸入部的附近并與所述電力輸入部連接。本發(fā)明的上述實施方式只是作為示例，并且本發(fā)明的全部實施方式 不都限于包括上述特征。


圖l示出以往的示例； 圖2示出本發(fā)明的第一實施方.式； 圖3示出本發(fā)明的第二實施方式； 圖4示出本發(fā)明的第三實施方式。
具體實施方式
現(xiàn)在詳細參考本發(fā)明的實施方式，其示例在附圖中示出，其中始終 使用相似的附圖標記來指代相似的部件。參考附圖來描述本發(fā)明的最佳實施方式。參考附圖來描述下面的實 施方式。以下實施方式只是例示，本發(fā)明并不限于這些實施方式。圖2是本發(fā)明第一實施方式的電子設(shè)備1200的結(jié)構(gòu)框圖。電子設(shè)備 1200內(nèi)部具有由大規(guī)模集成電路(LSI)等所構(gòu)成的多個電路塊10-1、 10-2 和10-3。電路塊與信號線(圖中未示出)相連，并執(zhí)行基于通過信號線 傳輸?shù)男盘杻?nèi)容而確定的處理。電路塊10-1到10-3設(shè)置有接收電力的電力輸入部。另夕卜，作為電源 的電池20-1至20-3安裝在電力輸入部附近。電路塊10-1到10-3通過電 力輸入部接收從電池20-1至20-3所供應的電力。電路塊10-1到10-3是 例如互補金屬氧化物半導體(CMOS)邏輯LSI，并與時鐘信號同步地執(zhí)行 開關(guān)邏輯操作。CMOS邏輯電路向金屬氧化物半導體(MOS)晶體管的柵極充入從 電力輸入部提供的電荷，以執(zhí)導通(ON)操作，并釋放該柵電荷以執(zhí)行 截止(OFF)操作。由于該MOS晶體管的柵極的充電和放電操作與時鐘 信號同步，因此MOS晶體管的柵電荷電流的流入是按時鐘的頻率而進行 的。由CMOS邏輯電路的導通-截止操作而產(chǎn)生的高頻電流在電源和 CMOS邏輯電路之間流動。當電源和負載(該負載是CMOS邏輯電路) 相互分離時，高頻電流在連接它們的供電線中流動，并且該供電線充當輻射電磁波噪聲的天線。與之相對地，第一實施方式的電子設(shè)備1200具有為各個CMOS邏 輯電路LSI安裝的、并位于各個CMOS邏輯電路LSI附近的電池。因此， 高頻電流在極短的環(huán)路中流動，并且電磁噪聲向空中的輻射受到了抑制。下面，將參考圖3對第二實施方式的電子設(shè)備1300進行說明。在第一實施方式中，安裝在電路塊(例如LSI)的電力供應源附近 并與其連接的電源是可更換的一次電池或者已充電的二次電池。當電池耗竭時，就必須更換為新的一次電池或者已充電的二次電池。也可以使 用電容器或可再充電的二次電池作為與電力輸入部連接的電池，以避免 更換電池的麻煩。電容器或者可再充電的二次電池作安裝在電路塊的附 近，由此可以不更換電池而進行重新充電。除第一實施方式的電子設(shè)備1200的結(jié)構(gòu)之外，第二實施方式的電子 設(shè)備1300還設(shè)置有供電線320，該供電線320用于提供充電電流以對 作為電池20-1至20-3而安裝的二次電池或者電容器進行充電；通過供電 線320對電池20-1至20-3進行充電的充電電路310;以及用于從外部電 源向充電電路310供電的電力接收端子200。注意外部電源100是用于向 電子設(shè)備1300提供外部電力的外部電源。為了向二次電池或者電容器提供充電電力，充電電路310具有輸出 恒流或恒壓/恒流的DC-DC轉(zhuǎn)換器。當對二次電池或者電容器進行充電時，若不把充電電流控制在允許 的水平之內(nèi)，可能在工作壽命內(nèi)發(fā)生發(fā)熱和迅速劣化等問題。因此，恒 流輸出DC-DC轉(zhuǎn)換器根據(jù)電池電壓控制充電電流，以確保充電電流不發(fā) 生波動并實現(xiàn)恒流。此外，當使用鋰電流作為二次電池時，如果不是在允許的充電電壓 之內(nèi)進行充電，就可能在工作壽命內(nèi)發(fā)生爆炸、燃燒或者迅速劣化。因 此，優(yōu)選地利用恒壓/恒流輸出DC-DC轉(zhuǎn)換器來進行充電。為了防止在工作壽命之內(nèi)發(fā)熱或者劣化，對二次電池或者電容器的 充電電流的最大電流值進行限制，但不限制最小值。當以1C進行充電時， 諸如NiCd電池和NiMH電池這樣的利用恒流進行充電的二次電池需要大約一小時來完成充電。然而，當以0.5C充電時，這些電池大約需要兩小 時完成充電。降低充電電流的電流值時的唯一區(qū)別是需要更多的充電時 間。當鋰二次電池以1C進行充電時，在大約兩小時內(nèi)完成充電，而當以 0.5C進行充電時，在大約在2.7小時內(nèi)完成充電。正如NiCd電池和NiMH 電池一樣，當減小充電電流的電流值時，所需充電時間會增加相應的量。當給諸如LSI的負載邏輯電路供電時，若不提供該負載所需的電流， 則負載電壓會下降，并且電路(負載)會執(zhí)行誤操作。因此，必須向供 電線中流入負載所需的最大電流。此外，為了抑制流過最大電流時供電線中的電壓降，必須降低供電 線的阻抗。供電線的線阻抗與供電線的長度成正比，與供電線的橫截面 積成反比。多層印刷電路板的銅布線圖案的厚度大約是17pm，即使為供 電線使用表面層，也大約是35pm。銅布線圖案的厚度決不超過50(im。通常，對于17pm厚和10mm長的銅布線圖案，需要10mm的寬度 來使阻抗為lmQ。為了容納大電流，需要寬的布線空間，而這是便攜式 設(shè)備小型化的障礙。然而，如上所述，第二實施方式降低了從充電電路310向二次電池 20-1至20-3提供的充電電流的電流值。結(jié)果，可以減小供電線320的布 圖寬度，并且可以使用更小的布線空間提供電子設(shè)備l。此夕卜，由于從充電電路310流到二次電池20-1至20-3的電流是恒定 電流，因此在供電線320上僅產(chǎn)生靜磁場，不會從供電線320向空中輻 射電磁波噪聲。另外，優(yōu)選地是，充電電路310在電子設(shè)備1不工作時對二次電池 20-1至20-3進行充電。下面參考圖4描述第三實施方式。在第二實施方式中，在構(gòu)成電子設(shè)備1300的各個CMOS邏輯電路 LSI處安裝電池作為電源、且這多個電池中的任意一個已完全放電時，即 使其他電池中還保留有足夠的電力，電子設(shè)備1300也不能工作。為消除 這種不便，應利用具有足夠電量的電池的剩余電量來對剩余電量少的電池進行補充。除第二實施方式的電子設(shè)備1300外，第三實施方式的電子設(shè)備1400 還設(shè)置有安裝在電池或電容器20-1至20-3與充電電路310之間的布線上 的第一開關(guān)電路401-1至401-3、安裝在電池或電容器20-1至20-3與電 路塊10-1至10-3之間的布線上的第二開關(guān)電路402-1至402-3，以及開 關(guān)控制器500-1至500-3。第三實施方式能夠?qū)崿F(xiàn)電子設(shè)備1400的節(jié)能。開關(guān)控制器500-1至500-3是控制第一開關(guān)電路401-1至401-3和第 二開關(guān)電路402-1至402-3的接通/斷開狀態(tài)的控制器。當外部電源100 連接到電子設(shè)備1400的電力接收端200，并且充電電路310正在工作時， 開關(guān)控制器500-1至500-3工作，使得第一開關(guān)電路401-1至401-3處于 接通狀態(tài)，并對電池20-1至20-3進行充電。開關(guān)控制器500-1至500-3能夠通過信號線(圖中未示出)檢測是否 正從外部電源100供電給電力接收端200以及充電電路310是否正在工 作。當充電電路310正在工作并且電池20-1至20-3中任意一個被完全充 電(100%充電狀態(tài))時，開關(guān)控制器500-1至500-3斷開與完全充電的 電池對應的第一開關(guān)電路，這樣除了停止充電外，還切斷該電池與供電 線320的連接。當外部電源100沒有連接到電子設(shè)備1400的電力接收端200時，或 者當外部電源100雖然連接了但充電電路300不在工作時，開關(guān)控制器 500-1至500-3切斷第一開關(guān)電路401-1至401-3，這樣切斷電池20-1至 20-3與供電線320的連接。因此，第一開關(guān)電路401-1至401-3安裝在電池或電容器20-1至20-3 與充電電路310之間，并且，通過利用第一開關(guān)電路來切斷電池的供電 線320，阻止了從電路塊流向供電線的高頻電流及其導致的高頻噪聲輻 射。當電子設(shè)備1400的電路塊10-1至10-3處于工作狀態(tài)時，開關(guān)控制 器500-1至500-3接通第二開關(guān)電路402-1至402-3，并向電路塊10-1至 10-3供電。當電子設(shè)備400的電路塊10-1至10-3中的任意一個處于非 工作狀態(tài)時，開關(guān)控制器500-1至500-3斷開該非工作電路塊的第二開關(guān)電路，由此減少了電力消耗。當相應于電路塊的電池的電量不足并且電子設(shè)備1400不能繼續(xù)工 作時，利用具有額外電量的電池的電力來進行補充。這可通過開關(guān)控制 器接通與電量不足的電池對應的第一開關(guān)電路和具有足夠電量的電池的 第一開關(guān)電路以共享電池來實現(xiàn)。作為示例，將說明以下情況，其中，電路塊10-1處于非工作狀態(tài)，電路塊10-2和10-3處于工作狀態(tài)，電源20-2的電量不足，電源20-1具 有額外電量。在這種情形下，開關(guān)控制器500-1和500-2接通第一開關(guān)電路401-1 和401-2，開關(guān)控制器500-3斷開第一開關(guān)電路401-3，電源20-l對電源 20-2進行補充。此時，由于電路塊10-1處于非工作狀態(tài)，開關(guān)控制器500-1斷開第 二開關(guān)電路402-l，并且由于電路塊10-2和10-3處于工作狀態(tài)，開關(guān)控 制器500-2和500-3接通第二開關(guān)電路402-2和402-3。如上詳述，在構(gòu)成電子設(shè)備1400的各個CMOS LSI處安裝了電池作 為電源、且該多個電池中的任意一個部分或完全放電時，仍然可以利用 具有足夠剩余電量的其他電池來對剩余電量很少的電池進行補充，從而 使得電子設(shè)備1400得以工作。盡管示出并描述了本發(fā)明的一些優(yōu)選實施方式，本領(lǐng)域的技術(shù)人員 會認識到，在不脫離本發(fā)明的原理和精神的范圍內(nèi)，可對這些實施方式 進行修改，本發(fā)明的范圍在權(quán)利要求及其等同物中進行了限定。本申請基于并要求2007年1月24日提交的在先日本專利申請 No.2007-13740的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。
權(quán)利要求
1.一種電子設(shè)備，該電子設(shè)備包括多個電路塊；多個電源；以及與所述多個電路塊一一對應地接收電力的多個電力輸入部，其中，所述電源位于所述電力輸入部附近并且與所述電力輸入部連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電子設(shè)備，其中，所述電源是電池，并且 所述電池安裝為與所述電路塊一一對應。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子設(shè)備，該電子設(shè)備還包括-接收外部電力的電力接收端；以及 充電電路，其中所述充電電路提供比由對應的電池提供給所述電路塊的最大電流更 小的恒定電流，作為對所述電池的充電電流。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電子設(shè)備，該電子設(shè)備還包括各個電池與所述充電電路之間的第一開關(guān)； 各個電池與對應的電路塊之間的第二開關(guān)；以及控制器，其中，所述控制器基于所述充電電路的工作來控制所述第一開關(guān)和 所述第二開關(guān)的接通/斷開狀態(tài)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子設(shè)備，其中所述多個電路塊至少包括第一電路塊和第二電路塊，以及 當所述第一電路塊處于非工作狀態(tài)而所述第二電路塊處于工作狀態(tài) 時，所述控制器斷開與所述第一電路塊連接的所述第二開關(guān)，接通與所 述第一電路塊連接的所述第一開關(guān)，并接通與所述第二電路塊連接的所 述第一開關(guān)和所述第二開關(guān)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電子設(shè)備，其中，所述電源是安裝為與所 述電路塊一一對應的電容器。
全文摘要
本發(fā)明涉及電子設(shè)備的供電方法。所述電子設(shè)備包括多個電路塊，多個電源；以及與所述多個電路塊一一對應地接收電力的多個電力輸入部，其中，所述電源位于所述電力輸入部的附近并且與所述電力輸入部連接。
文檔編號H02J7/00GK101232112SQ200810004089
公開日2008年7月30日 申請日期2008年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月24日
發(fā)明者中尾友幸 申請人:富士通株式會社