JPH09218730A - 電力供給方法及び該方法を用いたコンピュータ・システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ニッケル・ベースのバッテリ・パックとリチ
ウム・イオン式のバッテリ・パックとを相互交換可能に
用いる事ができるようにする。 【解決手段】 リチウム・イオン式のバッテリ（Ｂ）
を、ニッケル・ベースのバッテリをエミュレートするよ
うに構成し、更に、リチウム・イオン式のバッテリがニ
ッケル・ベースのホスト・コンピュータ（Ｃ）に挿入さ
れた場合に通常生じる可能性があるバッテリ故障を回避
するため、モニタ回路１１６、バッテリ・マイクロコン
トローラ１０６、電力制御回路１０２等をバッテリ・パ
ック（Ｂ）側に設け、電源マイクロコントロータ１０８
をホスト・コンピュータ（Ｃ）側に設け、それにより、
互換性を実現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、取り外し可能なバ
ッテリ・パック（電池パック）を用いるシステムに関
し、更に詳しくは、ニッケル・ベースのバッテリ又はリ
チウム・イオン・バッテリのどちらかを用いた取り外し
可能なバッテリ・パックを用いることのできるシステム
に関する。

【０００２】

【従来の技術】交流電力が供給されていない場所でコン
ピュータが必要になることはよくある。その場合、ニッ
ケル・ベースのバッテリやリチウム・イオン・バッテリ
などの再充電可能なバッテリが、代替的な電源として通
常用いられているが、これらのバッテリは、携帯型又は
ペン入力型のコンピュータ・システムに、数時間、電力
を与えることができる。コンピュータ・システムに電力
を供給するためには、これらのバッテリは、それぞれの
バッテリにおいて２つの並列のセルから成る４つの直列
のバンクを含むバッテリ・パックに配列されている。バ
ッテリ・パックは、外部の充電装置で充電できるが、コ
ンピュータのバッテリ・パックは、ホスト・コンピュー
タ・システムの電源によって充電されるのが一般的であ
る。再充電可能なバッテリは、限られたサイクルの寿命
を有するので、その寿命を最大にし、すべての放電サイ
クルの間にそれぞれのバッテリから最大の電力を得るよ
うにすることが望ましい。従って、これらの目的を達成
するには、該目的を達成するように設計されたシステム
において、バッテリ・パックを完全に、そして効率的に
充電することが必要である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】初期のニッケル・ベー
スのバッテリの充電装置が直面していた最初の設計上の
問題点は、ニッケル・ベースのバッテリの充電レベルを
判断することが困難であることから生じていた。これ
は、ニッケル・ベースのバッテリでは、端子電圧が充電
レベルとは無関係にほぼ同一であるからである。この特
性は、リチウム・イオン・バッテリでも同じである。こ
の問題点は、「バッテリ充電モニタ及び燃料ゲージ」と
題する米国特許第５,３１５,２２８号に開示されている
ように、マイクロコントローラ回路とメモリとをバッテ
リ・パックの内部に配置することによって、対処されて
いる。該米国特許の発明においては、バッテリ・パック
内において、時間経過に亘ってのバッテリ・パックの残
りの容量を反復計算し、任意の与えられた時点での残り
の充電レベルを連続的に測定するための燃料ゲージを提
供し、バッテリ・パックの自己放電を含む、使用しない
間のバッテリ・パックの放電が測定される。

【０００４】この米国特許発明の改良が、１９９３年３
月３日に出願され１９９５年７月２８日に許可された、
「充電管理のためのスタティック・メモリとタイマとを
含むバッテリ・パック」と題する米国特許出願第３,３
８２１号に開示されている。この米国特許出願に開示さ
れているバッテリ・パックでは、マイクロコントローラ
は、バッテリ・パックからホスト・コンピュータ・シス
テムに移動され、それによって、バッテリ・パックを小
型化してコストを引き下げ、バッテリ・パックの寿命を
増大させている。このバッテリ・パックは、小型のリー
ド・オンリ・メモリ（ＲＯＭ）と、ランダム・アクセス
・メモリ（ＲＡＭ）と、リアルタイムのクロックとを含
んでいる。バッテリ・パックの動作パラメータは、ファ
ミリ・コード及びバッテリ・タイプと、最大充電温度、
最低電圧設定点、初期の定格容量、複数の時間周期に対
する自己放電率などを含み、ＲＯＭメモリに記憶され
る。ＲＡＭは、バッテリの残存充電量やバッテリ全体の
容量などの情報を記憶する。更に、ＲＡＭには、リアル
タイムのクロックにより時間が記録され、それによっ
て、そのバッテリ・パックが、ホスト・コンピュータ・
システムから取り外されている時間がどのくらいである
か判定可能である。これにより、ホスト・コンピュータ
は、バッテリ・パックを最適に充電し、かつバッテリ・
パックに残っている充電量をモニタするための適切な情
報を得ることができる。

【０００５】リチウム・イオン・バッテリに関する基本
的な要件の１つとして、このバッテリは、既知のコンピ
ュータ・システム又はリチウム・イオン・バッテリに対
応するように設計されている特別の充電器に挿入されて
いる場合にしか、充電又は放電できないということがあ
る。この要件は主に、リチウム・イオン・バッテリは、
不適切に充電又は放電される場合には、潜在的に爆発す
る可能性があることに起因する。従って、バッテリ・パ
ックが既知のシステムに挿入されていない場合には、バ
ッテリに充電又はバッテリから放電される電荷をブロッ
クすることによって自己消勢する、リチウム・イオン・
バッテリ・パックを有することが望ましい。バッテリ・
パックが（短絡回路などの）未知のシステム、未知のバ
ッテリ充電器、又は未知のコンピュータ・システムに挿
入されている場合には、バッテリ・パックは、コンピュ
ータ・システム、充電器、又はバッテリ・パックの中の
バッテリへの損傷を最小にする。そのバッテリ・パック
の任意のバッテリ・セルの端子電圧が、バッテリ・セル
がかなりの低いレベルまで放電していることを示すスレ
ショルド電圧よりも低下し、そのバッテリ・パックの再
充電や放電が不可能になる場合には、恒久的に動作不能
となるバッテリ・パックの実現が強く望まれている。更
に、ニッケル・ベースのバッテリ用に設計されたシステ
ムでも動作できるリチウム・イオン・バッテリを提供す
ることが強く望まれており、これが実現できれば、２種
類の異なる化学式バッテリの間の自由な相互交換が可能
になる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、ニッケル・ベ
ースのバッテリ・システムと互換性を有するリチウム・
イオン・バッテリ・パックに関する。特に、本発明によ
れば、ニッケル・ベースのバッテリを用いて、バッテリ
によって電力供給されているコンピュータ・システムを
動作させ、そのニッケル・ベースのバッテリを、このコ
ンピュータ・システムから取り外し、リチウム・イオン
式のバッテリによって、そのニッケル・ベースのバッテ
リを代替することが可能である。これが可能な理由は、
リチウム・イオン式のバッテリは、ニッケル・ベースの
バッテリの機能を模倣する（エミュレートする）ように
構成されており、このバッテリがニッケル・ベースのバ
ッテリ・システムに挿入される場合に通常生じてしまう
バッテリ故障を、リチウム・イオン式のバッテリのため
に、回避する保護回路を含むからである。更に、リチウ
ム・イオン式のバッテリは、それ自身が既知のコンピュ
ータ・システムの中に配置されているか否かを検出し、
それが既知のシステムの場合には、該バッテリ自身を動
作可能及び動作不能に制御し、それが未知のシステムで
ある場合には、該バッテリ自身を動作不能に制御する。
これによって、リチウム・イオン式のバッテリに関して
生じる可能性のある故障が回避される。

【０００７】更に、バッテリ・パックは、リチウム・イ
オン・バッテリを用いている場合には、そのバッテリ・
パックが既知のシステムの中にあると判断した時にだ
け、該バッテリ自身をオンにする。このバッテリ・パッ
クには、バッテリと、その既知のシステムの中にある電
源マイクロコントローラとこのバッテリ・パックの中に
置かれたバッテリ・パックのメモリとの間の通信を感知
するバッテリ・マイクロコントローラと、バッテリの中
へのいかなる充電も阻止できる充電スイッチと、バッテ
リからのいかなる放電も阻止できる放電スイッチと、が
含まれている。

【０００８】モニタ回路が、バッテリとバッテリ・マイ
クロコントローラとに結合されている。このモニタ回路
は、過小電圧、過剰電圧、過剰充電電流、及び過剰放電
電流の状態をモニタする。バッテリ・マイクロコントロ
ーラは、充電スイッチと主放電スイッチとの制御端子に
結合されており、それによって、バッテリ・パックへの
充電及びバッテリ・パックからの放電を制御する。バッ
テリ・マイクロコントローラによって、このバッテリ・
パックが既知のシステムに挿入されたと判断されるまで
は、充電スイッチと主放電スイッチとのどちらもオンに
切り換えられないように、保証されている。この判断
は、バッテリ・パックのメモリと電源マイクロコントロ
ーラとの間の通信を調べることによって実行される。バ
ッテリ・マイクロコントローラが、バッテリ・パックが
既知のシステムの中にあるということを確認するため、
この通信のシグニチャ（signature）を有効とした場合
には、バッテリ・マイクロコントローラは、充電スイッ
チと主放電スイッチとをオンに切り換えることによっ
て、バッテリ・パックを動作可能にする。

【０００９】ある実施例では、バッテリ・パックは、そ
れぞれのバッテリの中に、２つの並列セルから成る４つ
の直列バンクを含む。バッテリ・マイクロコントローラ
は、モニタ回路を通じて、それぞれのバッテリ・セルの
端子電圧をモニタする。１つのバッテリ・セルの端子電
圧が、バッテリの化学的状態に依存して２.５から２.７
ボルトである最小のスレショルド電圧よりも低下したと
きには（これはバッテリ・セルの過剰放電を示してい
る）、バッテリ・マイクロコントローラは、主放電スイ
ッチをオフに切り換えることによって、バッテリ・パッ
クを動作不能にする。バッテリ・マイクロコントローラ
は、それ自身が既知のシステムの中にあると判断した場
合には、放電スイッチを閉じ、バッテリ・パックの充電
を可能にする。

【００１０】任意のバッテリ・セルの端子電圧が、放電
スレショルド電圧よりも低下した場合には、これは、バ
ッテリが過剰放電したことを示す。この放電スレショル
ド電圧の値に関しては議論があるが、２.０ボルト付近
が適当であると考えられる。しかし、この放電スレショ
ルド電圧は、典型的には、製造業者によって指定され
る。この放電スレッショルド電圧付近では、どのような
再充電も潜在的に危険である。従って、バッテリ・マイ
クロコントローラは、万一、バッテリが過剰放電した場
合には、充電スイッチと主放電スイッチとをオフに切り
換える。バッテリ・パックは、また、過剰電圧又は過剰
充電電流がバッテリに存在する場合には、充電スイッチ
をオフに切り換え、過小電圧又は過剰放電電流がバッテ
リに存在する場合には、主放電スイッチをオフに切り換
える。

【００１１】

【発明を実施する形態】図面を参照すると、図１は、既
知のホスト・コンピュータ・システムＣに挿入されてい
るバッテリ・パックＢのブロック図である。システムＣ
は、このバッテリ・パックの充電のために特に設計され
た充電ユニットであってもよいが、この開示されている
実施例では、ホスト・コンピュータ・システムＣは、バ
ッテリ・パックＢに電力を供給すると共に、バッテリ・
パックＢから電力を受け取る。ホスト・コンピュータ・
システムＣには、補助バッテリ１１４に接続された電源
（すなわちＡＣアダプタ）１０４が示されている。電源
１０４は、バッテリ・パックＢのＶＢＡＴ＋端子とバッ
テリ・パックＢのＶＢＡＴ−端子とに接続されている。
ＶＢＡＴ＋及びＶＢＡＴ−端子は、それぞれが、バッテ
リ・パックＢの正及び負の電源端子であり、ホスト・コ
ンピュータ・システムＣに電力を与え、また、そこから
電力を受け取る。電源１０４は更に、電源電圧Ｖｃｃを
提供し、これは、電源マイクロコントローラ及び関連回
路（以下、単に「電源マイクロコントローラ」と称す
る）１０８に供給される。電源１０４はまた、電源マイ
クロコントローラ１０８に、複数の制御ラインＣＬとデ
ータ・ラインＤＬとを介して、結合されている。電源マ
イクロコントローラ１０８は、バッテリ・パックＢとの
間で、ＢＤＡＴ信号を提供及び受け取り、Ｔ＋信号を受
け取り、Ｔ−信号を受け取る。ＢＤＡＴ信号は、バッテ
リ・パックＢのファミリ・コードやバッテリ１００上に
残っている電荷などの情報を提供するのに用いられる、
バッテリ・データ信号である。Ｔ＋及びＴ−は、充電条
件を電源マイクロコントローラ１０８に指示するのに用
いられるサーミスタ（温度）信号である。

【００１２】図１のバッテリ・パックＢにおいては、電
力制御回路１０２が、ＶＢＡＴ＋及びＶＢＡＴ−端子に
接続されている。電力制御回路１０２は、また、バッテ
リ１００にも結合されている。バッテリ１００の正の端
子は、＋ＶＢＡＴ５端子と称し、バッテリ１００の負の
端子は、−ＶＢＡＴ１端子と称することにする。ＣＨＡ
ＲＧＥ信号、ＰＷＲ１信号、ＰＷＲ２信号、ＵＮＬＡＴ
ＣＨ信号、及びＤＩＳＣＨ信号は、バッテリ・マイクロ
コントローラ及び関連回路（以下、単に「バッテリ・マ
イクロコントローラ」と称する）１０６によって提供さ
れるが、やはり、電力制御回路１０２に接続される。バ
ッテリ・マイクロコントローラ１０６はまた、５ボルト
の＋５ＶＲＥＧ電源電圧を供給する電圧レギュレータ１
１０に接続されている。バッテリ・マイクロコントロー
ラ１０６は、ＥＮＡＢＬＥ信号を電圧レギュレータ１１
０に供給する。電圧レギュレータ１１０は、その入力
（ＩＮ）がＶＢＡＴ＋端子に接続され、そのアース端子
（ＧＮＤ）グランドがＶＢＡＴ−端子に接続されてい
る。バッテリ・マイクロコントローラ１０６は更に、Ｂ
ＤＡＴ信号、Ｔ＋信号、及びＴ−信号の信号線に接続さ
れている。バッテリ・パックＢは更に、ランダム・アク
セス・メモリ／リアルタイム・クロック（ＲＡＭ／ＲＴ
Ｃ）１１２と称されるＢＤＡＴ信号が供給されるメモリ
を含んでいる。

【００１３】図１のバッテリ・パックＢには、モニタ回
路１１６が示されており、このモニタ回路は、バッテリ
・セルの過剰電圧のモニタ、過小電圧モニタ、及び過剰
充電モニタを行う。モニタ回路１１６は、ＴＨＥＲＭ信
号、ＤＧＡＴＥ信号、及びＣＧＡＴＥ信号を、バッテリ
・マイクロコントローラ１０６に供給する。これらの信
号が与えられると、バッテリ・マイクロコントローラ１
０６は、それに従って、ＶＢＡＴ＋及びＶＢＡＴ−端子
を、図７に関連して後に説明するように、付勢又は消勢
状態にする。モニタ回路１１６には、＋ＶＢＡＴ５信号
と−ＶＢＡＴ１信号とが供給される。これによって、以
下で説明するように、モニタ回路１１６が、バッテリ１
００が過剰電圧及び過小電圧状態であるかをモニタする
ことが可能になる。また、モニタ回路１１６には、＋Ｖ
ＢＡＴ３及び＋ＶＢＡＴ４信号が供給される。＋ＶＢＡ
Ｔ４信号は、抵抗２８８の一端と抵抗２９０の一端との
間から得られる。抵抗２８８の他端は、バッテリ１００
（＋ＶＢＡＴ５端子）に結合され、抵抗２９０の他端
は、電力制御回路１０２、＋ＶＢＡＴ３端子、及び電圧
レギュレータ１１０の未調整電圧の入力端子に結合され
る。＋ＶＢＡＴ３信号及び＋ＶＢＡＴ４信号と、抵抗２
８８、２９０から形成されるブリッジとが、モニタ回路
１１６に、電流モニタ能力を与える。

【００１４】ホスト・コンピュータＣの電源１０４は、
バッテリ・パックＢに電力を供給し、また、それから電
力を受け取る。電源マイクロコントローラ１０８は、電
源１０４がバッテリ・パックＢから電力を受け取るの
か、バッテリ・パックＢに電力を供給するのかを管理す
る。電源マイクロコントローラ１０８は、制御ラインＣ
Ｌを介して、電源１０４の動作を管理する。電源１０４
は、電源電圧Ｖｃｃを電源マイクロコントローラ１０８
に供給する。電源電圧Ｖｃｃは通常、バッテリ・パック
Ｂの放電から得られるか、又は、交流電力がアダプタ
（図１には示さず）を通じて入手できる場合には、交流
電圧から得られる。しかしながら、ＡＣアダプタがホス
ト・コンピュータ・システムＣに接続されておらず、バ
ッテリ・パックＢがホスト・コンピュータＣに電力を供
給していない場合には、補助バッテリ１１４から、電源
マイクロコントローラ１０８をパワーアップするのに必
要な電力を供給する。

【００１５】電源マイクロコントローラ１０８は、ＲＡ
Ｍ／ＲＴＣ１１２と通信して、バッテリ１００の充電状
態を反復的にモニタし、それによって、電源１０４は、
バッテリ１００を完全かつ効率的に充電することができ
る。好適実施例においては、バッテリ・パックＢのバッ
テリ１００は、２つの並列リチウム・イオン・セルから
成る４つの直列バンクによって構成されるが、バッテリ
・パックＢは、後に図２との関係で説明されるように、
ニッケル・ベースのバッテリ・パックと交換することも
できる。更に、電源マイクロコントローラ１０８は、感
知された温度信号Ｔ＋及びＴ−を利用して、バッテリ１
００の充電状態を判断する。好適実施例においては、温
度信号は、バッテリ・マイクロコントローラ１０６によ
って得られて、バッテリ１００の充電及び過剰温度の状
態を電源マイクロコントローラ１０８に指示するために
用いられる。電力制御回路１０２は、バッテリ１００へ
の充電及び放電を禁止又は許容する回路である。ＣＨＡ
ＲＧＥ信号、ＰＷＲ１信号、及びＤＩＳＣＨ信号が、バ
ッテリ１００の充電、バッテリ１００の微小（trickl
e）放電、及びバッテリ１００の主放電を、それぞれ制
御する。これらの３つの制御信号の中の１つをアサート
することにより、その機能が動作可能（イネーブル）に
される。

【００１６】バッテリ・パックＢが既知のシステムの中
に挿入されている際の通常の動作中、ホスト・コンピュ
ータ・システムＣでは、ＣＨＡＲＧＥ信号とＤＩＳＣＨ
信号とがアサートされると、バッテリ１００は、電源マ
イクロコントローラ１０８によって制御されて、充電及
び放電される。バッテリ１００に過剰電圧状態又は過剰
充電電流が存在する場合には、電力制御回路１０２は、
ＣＨＡＲＧＥ信号を否定（すなわち、反転）することに
よって、バッテリ・パックＢがこれ以上充電されること
を阻止する。過小電圧又は過剰放電電流状態がバッテリ
１００に存在する場合には、ＤＩＳＣＨ及びＰＷＲ１信
号が否定（反転）状態になり、電力制御回路１０２によ
って、バッテリ・パックＢからこれ以上放電されること
を阻止する。更に、バッテリ１００の中の１つのバッテ
リ・セルが過剰放電して過小電圧になった場合には、電
力制御回路１０２は、ＤＩＳＣＨ及びＰＷＲ１信号を恒
久的に否定状態にすることによって、バッテリ・パック
Ｂからこれ以上放電されることを恒久的に阻止する。更
に、好適実施例では、バッテリ１００の温度が上昇して
過剰温度状態が生じた場合には、電力制御回路１０２
は、バッテリ・パックＢにこれ以上の充電がされること
を阻止する。

【００１７】バッテリ・パックＢがホスト・コンピュー
タ・システムＣから取り外された後には、バッテリ・マ
イクロコントローラ１０６は、ＣＨＡＲＧＥ信号とＤＩ
ＳＣＨ信号とを否定状態とし、それによって、バッテリ
１００のそれ以上の放電又は充電を阻止する。好適実施
例では、バッテリ・パックＢがホスト・コンピュータ・
システムＣから取り外される際には、ＰＷＲ１信号がア
サートされ、それによって、微小放電電流がバッテリ１
００から流れることを可能にする。後に更に詳細に説明
するが、この微小放電電流によって、補助バッテリ１１
４が機能しないときに、電源マイクロコントローラ１０
８のパワーアップが可能になる。更に、好適実施例で
は、バッテリ・パックＢがホスト・コンピュータ・シス
テムＣの中に存在しないときには、バッテリ・パック１
００のバッテリ・セルが過剰放電スレショルド電圧より
も低下しているとモニタ回路１１６が判断した場合であ
っても、ＰＷＲ１信号が恒久的に否定状態にされる。こ
の過剰放電スレショルド電圧は、製造業者によって指定
されるが、この実施例では、２.０ボルトに設定され
る。

【００１８】バッテリ１００のバッテリ・セル電圧がこ
の過剰放電スレショルド電圧よりも低下しているとモニ
タ回路１１６が判断した場合には、バッテリ・マイクロ
コントローラ１０６は、ＣＨＡＲＧＥ及びＤＩＳＣＨ信
号を否定状態にする。バッテリ１００のセル電圧が過剰
放電スレショルド電圧よりも低下し、バッテリ・パック
Ｂがホスト・コンピュータ・システムＣから取り外され
た場合には、バッテリ・マイクロコントローラ１０６
は、ＥＮＡＢＬＥ信号を否定状態にして、電圧レギュレ
ータ１１０を動作不能状態に、それによって、マイクロ
コントローラ１０６を恒久的にパワーダウンさせる。マ
イクロコントローラ１０６がパワーダウンすると、バッ
テリ・パックＢへの充電もそれからの放電も行うことが
できなくなる。これによって、バッテリ・パックＢはも
う二度と使用できないことが確実になるが、これは、一
旦バッテリ１００のバッテリ・セルの電圧が過剰放電ス
レショルド電圧よりも低下すると、バッテリ・セルは過
剰放電された状態であり、バッテリ・パックＢが廃棄さ
れなければならないからである。

【００１９】バッテリ・マイクロコントローラ１０６に
はＢＤＡＴ信号が供給されており、それにより、バッテ
リ・マイクロコントローラ１０６が、ＲＡＭ／ＲＴＣ１
１２と電源マイクロコントローラ１０８との間の通信状
態を調べることが可能になる。バッテリ・マイクロコン
トローラ１０６は、それ自体、すなわちバッテリ・パッ
クＣがホスト・コンピュータ・システムＣの中にあると
判断した場合には、電源マイクロコントローラ１０８と
ＲＡＭ／ＲＴＣ１１２との間で通信されるデータの特性
シグニチャを識別する。これについては、後に、図８〜
図１６との関係で詳細に説明する。バッテリ・マイクロ
コントローラ１０６は、バッテリ・パックＣがホスト・
コンピュータ・システムＣの中にあると判断した場合に
は、バッテリ１００の状態に応じて、バッテリ１００の
充電及び放電を許容する。

【００２０】次に図２を参照すると、図２には、本発明
によるリチウム・イオン・バッテリ・パック又はニッケ
ル・ベースのバッテリ・パックの相互交換可能な使用形
態が図解されている。電源マイクロコントローラ１０８
と電源１０４とを有するホスト・コンピュータＣが示さ
れており、これら電源１０４及び電源マイクロコントロ
ーラ１０８に接続されている信号ラインは、リチウム・
イオン式のバッテリ・パックである図１のバッテリ・パ
ックＢを受け入れるレセプタクル１１３に接続されてい
る。図２には更に、ニッケル・ベースのバッテリ・パッ
クＢ_NICも示されている。ニッケル・ベースのバッテリ
・パックＢ_NICは、携帯型コンピュータで広く用いられ
ており、通常、ニッケル・カドミウム（ＮｉＣＡＤ）又
はニッケル金属の水酸化物（ＮＩＭＨ）のどちらかの化
学物質を用いている。携帯型コンピュータにおけるニッ
ケル・ベースのバッテリの使用は、広く知られており、
米国特許出願第０８／１３３８２１号及び米国特許第
５,３１５,２２８号に記載されている。しかし、本明細
書から理解されるように、本発明におけるホスト・コン
ピュータＣは、ニッケル・ベースのバッテリ・パックＢ
_NICと共に動作するように構成されている。リチウム・
イオン・バッテリ・パックＢは、ホスト・コンピュータ
Ｃがこのリチウム・イオン式のバッテリ・パックＢと共
にも動作するように設計されている。これは、リチウム
・イオン・バッテリ・パックＢを、それが、あたかもニ
ッケル・ベースのバッテリ・パックＢ_NICであるかのよ
うに動作するように構成され設計されている。

【００２１】従って、ニッケル・ベースのバッテリ・パ
ックＢ_NICはホスト・コンピュータＣにインストールす
る（具備させる）ことができ、その場合においても、ホ
スト・コンピュータは通常通りに動作する。そして、該
バッテリ・パックＢ_NICを取り外し、リチウム・イオン
・バッテリ・パックＢをホスト・コンピュータＣにイン
ストールすることができ、その場合にも、コンピュータ
は通常通りに動作する。さらにまた、リチウム・イオン
・バッテリ・パックＢを取り外すことができる。更に、
この明細書で説明されるように、リチウム・イオン・バ
ッテリ・パックＢは、ホスト・コンピュータＣが実際に
既知のシステムであることを検出した場合にだけ、ホス
ト・コンピュータＣに電力を供給する。

【００２２】図３には、ＲＡＭ／ＲＴＣ１１２が示され
ている。該ＲＡＭ／ＲＴＣは、好ましくは、ダラス・セ
ミコンダクタ（Dallas Semiconductor）の製造によるＤ
Ｓ１６０８のＥｃｏｎｏＲａｍ ＴｉｍｅＣｈｉｐであ
る。ＲＡＭ／ＲＴＣ１１２の電源（ＶＣＣ）ピン、クロ
ック（ＣＬＫ）ピン、アース（ＧＮＤ）ピン、及びバッ
テリ・バックアップ（ＶＢＡＴＢ）ピンが、ＢＧＮＤ信
号の信号線に接続されている。入力／出力（I／O）ピン
は、ダイオード１５６のカソード、抵抗１５４の一端、
及びダイオード１８４のアノードに接続されている。ダ
イオード１８４のカソードは、ＲＡＭ／ＲＴＣ１１２の
バッテリ動作（ＶＢＡＴＯ）ピンに接続されている。ダ
イオード１５６のアノードは、ＧＮＤピンに接続されて
いる。抵抗１５４の他端は、ＢＤＡＴバッテリ端子に接
続されている。水晶振動子１７０の一方の側が、ＲＡＭ
／ＲＴＣ１１２のＸ１ピンに接続され、他方の側が、Ｒ
ＡＭ／ＲＴＣ１１２のＸ２ピンに接続され、これによ
り、ＲＡＭ／ＲＴＣ１１２にクロックとＶＢＡＴＯに制
限される機能電圧とを提供する。コンデンサ１６８の一
方の側が、ＢＧＮＤ信号に接続され、コンデンサ１６８
の他方の側がＶＢＡＴＯピンに接続される。ツェナー・
ダイオード１６６のカソードが、ＶＢＡＴＯ入力ピンに
接続され、ツェナー・ダイオードのアノードが、ＢＧＮ
Ｄ信号に接続され、ＶＢＡＴＯ入力に制限された電圧を
提供する。

【００２３】図３には、また、エミッタ・フォロワ・レ
ギュレータ回路１７６が示されている。レギュレータ回
路１７６は、抵抗１７８を有し、この抵抗は、一端が、
ＶＢＡＴ＋端子に接続され、他端は、ＮＰＮトランジス
タ１８２のベースとツェナー・ダイオード１８０のカソ
ードとに接続されている。トランジスタ１８２は、その
コレクタがＶＢＡＴ＋端子に接続され、そのエミッタが
ＲＡＭ／ＲＴＣ１１２のＶＢＡＴＯ入力ピンに接続され
ている。ダイオード１８０のアノードは、ＢＧＮＤ信号
に接続されている。更に図３を参照すると、ツェナー・
ダイオード１６４は、そのアノードがＢＧＮＤ信号に接
続され、そのカソードがバッテリ・パックＢのＶＢＡＴ
−端子に接続されている。更に、ＢＧＮＤ端子とＶＢＡ
Ｔ−端子とは、また、フィルタリング・コンデンサ１６
２によって結合されている。コンデンサ１６２は、その
一端がＢＧＮＤ信号に接続され、その他端がバッテリ・
パックＢのＶＢＡＴ−端子に接続されている。電流制限
抵抗１６０を介して、ＢＧＮＤ信号がツェナー・ダイオ
ード１５８のアノードに供給され、このツェナー・ダイ
オードのカソードは、バッテリ・パックＢのＴ−端子に
接続されている

【００２４】Ｔ＋及びＴ−端子は、温度のモニタ信号を
電源マイクロコントローラ１０８に対して供給するが、
リチウム・イオン・バッテリの温度がリチウム・イオン
・バッテリの充電状態によって大きく変動することはな
いので、Ｔ＋及びＴ−信号は、バッテリ・パックＢによ
って代わりに人工的に操作され、バッテリ１００の充電
状態を指示する。ＤＳ１６０８がＲＡＭ／ＲＴＣ１１２
として使用されることが好ましい。その理由は、バッテ
リ１００の動作パラメータと充電状態情報とを記憶する
内部スタティックＲＡＭとＲＯＭと、バッテリ１００の
非使用期間を測定するリアルタイムのクロックと、電源
マイクロコントローラ１０８と通信するための１ワイヤ
によるシリアル通信能力とが、ＤＳ１６０８に含まれて
いるからである。

【００２５】図４は、電力制御回路１０２の回路図を示
している。図４には、Ｐチャンネルの金属酸化物半導体
電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）であるトランジ
スタ２００を用いて電圧を調整する電圧レギュレータ２
０３が示されている。この実施例では、トランジスタ２
００は、２つの目的を有しており、レギュレータとして
作用するだけではなく、充電禁止を制御するためのトラ
ンジスタとしても機能する。電圧レギュレータ２０３
は、バッテリ１００を充電するのに適切な電圧レベルを
与える。電圧レギュレータ２０３の接続を参照すると、
トランジスタ２００は、そのドレインが＋ＶＢＡＴ２信
号に接続され、そのゲートが抵抗２０２の一端に接続さ
れ、そのソースがＶＢＡＴ＋端子に接続されている。寄
生ダイオード２０１は、そのカソードがＶＢＡＴ＋端子
に接続され、そのアノードが＋ＶＢＡＴ２信号に接続さ
れている。抵抗２０２の他端は、抵抗２０４の一端、抵
抗２０６の一端、及び抵抗２０８の一端に接続されてい
る。抵抗２０４の他端は、ＶＢＡＴ＋端子に接続され
る。抵抗２０８の他端は、ＰＮＰバイポーラ・トランジ
スタ２１０のコレクタに接続されている。抵抗２０６の
他端は、エンハンスメント・タイプのＮチャンネルＭＯ
ＳＦＥＴトランジスタ２１２のドレインに接続されてい
る。

【００２６】トランジスタ２１２のソースは、−ＶＢＡ
Ｔ１信号に接続され、トランジスタ２１２のゲートは、
ＣＨＡＲＧＥ信号に接続されている。トランジスタ２１
０のエミッタは、ＶＢＡＴ＋端子に接続され、トランジ
スタ２１０のベースは、抵抗２１４の一端と抵抗２１６
の一端とに接続されている。抵抗２１４の他端は、ＶＢ
ＡＴ＋端子に接続されている。抵抗２１６の他端は、抵
抗２１８の一端、コンデンサ２２０の一端、及びシャン
ト・レギュレータ２２２のカソードに接続されている。
抵抗２１８の他端は、コンデンサ２２４の一端に接続さ
れ、コンデンサ２２４の他端は、ＶＲＥＦ信号に接続さ
れている。コンデンサ２２０の他端は、ＶＲＥＦ信号に
接続されている。シャント・レギュレータ２２２の制御
端子は、ＶＲＥＦ信号に接続され、シャント・レギュレ
ータ２２２のアノードは、抵抗２２６の一端とエンハン
スメント・タイプのＮチャンネルＭＯＳＦＥＴトランジ
スタ２２８のドレインとに接続されている。トランジス
タ２２８のゲートは、ＰＷＲ２信号に接続され、トラン
ジスタ２２８のソースは、−ＶＢＡＴ１信号に接続され
ている。抵抗２２６の他端は、ＶＲＥＦ信号に接続され
ている。抵抗２３０の一端は、ＶＲＥＦ信号に接続さ
れ、抵抗２３０の他端は、＋ＶＢＡＴ５信号に接続され
ている。抵抗２３２は、ＰＷＲ２信号と−ＶＢＡＴ信号
との間に接続されている。抵抗２３４は、ＣＨＡＲＧＥ
信号と−ＶＢＡＴ信号との間に接続される。

【００２７】更に、図４には、過剰電圧保護回路２３５
が示されており、該回路は、過剰電圧状態がバッテリ１
００の端子である＋ＶＢＡＴ５及び−ＶＢＡＴ１に存在
する場合には、それ以上の電荷がバッテリ１００に加わ
ることを防止するためのものである。ＰチャンネルＭＯ
ＳＦＥＴであるトランジスタ２３６のドレインは、＋Ｖ
ＢＡＴ３端子に接続されている。トランジスタ２３６の
ゲートは、抵抗２３８の一端と抵抗２４０の一端とに接
続されている。抵抗２３８の他端は、＋ＶＢＡＴ２信号
に接続されている。抵抗２４０の他端は、エンハンスメ
ント・タイプのＮチャンネルＭＯＳＦＥＴであるトラン
ジスタ２４２のゲートと、エンハンスメント・タイプの
ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴであるトランジスタ２４４の
ゲートと、エンハンスメント・タイプのＮチャンネルＭ
ＯＳＦＥＴであるトランジスタ２４６のドレインとに接
続されている。トランジスタ２４２のゲートは、ＬＡＴ
ＣＨＯＵＴ信号に接続され、トランジスタ２４２のソー
スは、−ＶＢＡＴ１信号に接続されている。

【００２８】バッテリ１００の端子電圧が所定の最大電
圧を超えるときには、通常は高レベルであるＬＡＴＣＨ
ＯＵＴ信号を否定状態、すなわち低レベルにすると、ト
ランジスタ２３６がオフに切り換わる。これによって、
バッテリ１００の過剰充電が回避される。コンデンサ２
４８は、ＬＡＴＣＨＯＵＴ信号と−ＶＢＡＴ１信号との
間に接続される。抵抗２５０は、＋ＶＢＡＴ２信号とＬ
ＡＴＣＨＯＵＴ信号との間に接続される。トランジスタ
２４４のドレインは、ＬＡＴＣＨＯＵＴ信号に接続さ
れ、そのソースは、−ＶＢＡＴ１信号に接続されてい
る。トランジスタ２４６のゲートは、ＵＮＬＡＴＣＨ信
号に接続され、そのソースは、−ＶＢＡＴ１信号に接続
される。ＵＮＬＡＴＣＨ信号は、ＬＡＴＣＨＯＵＴ信号
が否定されてバッテリ１００に過剰電圧条件が存在しな
くなった後に供給され、トランジスタ２３６をオンさせ
る。抵抗２５２は、ＵＮＬＡＴＣＨ信号と＋ＶＲＥＧ信
号との間に接続されている。

【００２９】図４には、また、電圧レギュレータ２５４
が示されている。電圧レギュレータ２５４の出力ピン
は、＋５ＶＲＥＧ信号を与える。電圧レギュレータ２５
４の入力及び出力アース・ピンは、−ＶＢＡＴ１信号に
接続されている。電圧レギュレータ２５４の入力ピン
は、コンデンサ２５６の一端とＰチャンネルＭＯＳＦＥ
Ｔであるトランジスタ２５８のドレインとに接続されて
いる。トランジスタ２５８は、ソースがＶＲＥＦ信号に
接続され、そのゲートは、抵抗２６０の一端と、エンハ
ンスメント・タイプのＮチャンネルＭＯＳＦＥＴである
トランジスタ２６２のドレインとに接続されている。抵
抗２６０の他端は、ＶＲＥＦ信号に接続されている。コ
ンデンサ２６４は、＋５ＶＲＥＧ信号と−ＶＢＡＴ１信
号との間に接続されている。トランジスタ２６２のゲー
トは、ＥＮＡＢＬＥ信号に接続されている。ＥＮＡＢＬ
Ｅ信号は、また、コンデンサ２６６の一端、抵抗２６８
一端、ダイオード２７０のカソード、及びダイオード２
７２のカソードにも、接続されている。トランジスタ２
６２のソースは、−ＶＢＡＴ１信号に接続されている。
コンデンサ２６６の他端は、−ＶＢＡＴ信号に接続され
ている。抵抗２６８の他端は、−ＶＢＡＴ信号に接続さ
れている。ダイオード２７０のアノードは、ＢＤＡＴ１
信号に接続されている。ダイオード２７２のアノード
は、ＰＷＲ１信号に接続されている。

【００３０】図４には、また、バッテリ１００の放電を
阻止又は許容する回路が示されている。エンハンスメン
ト・タイプのＮチャンネルＭＯＳＦＥＴである主放電ト
ランジスタ２７４は、ソースが−ＶＢＡＴ１信号に接続
され、ゲートがＰＷＲ１信号に接続され、ドレインが抵
抗２７６の一端に接続されている。抵抗２７８は、ＰＷ
Ｒ１信号と−ＶＢＡＴ信号との間に接続されている。抵
抗２７６の他端は、ＶＢＡＴ−端子に接続されている。
エンハンスメント・タイプのＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ
である微小充電トランジスタ２８０は、ソースが−ＶＢ
ＡＴ１信号に接続され、ゲートがＤＩＳＣＨ信号に接続
され、ドレインがＶＢＡＴ−端子に接続されている。ダ
イオード２８２は、カソードが−ＶＢＡＴ１信号に接続
され、アノードがＣＵＲＲＥＮＴ信号に接続されてい
る。ＣＵＲＲＥＮＴ信号は、バッテリ１００が充電して
いるときにはアサートされ、それ以外のときには否定状
態にされる。抵抗２８４は、一端がＣＵＲＲＥＮＴ信号
に接続され、他端はＶＢＡＴ−端子に接続されている。
抵抗２８６は、一端が−ＶＢＡＴ１信号に接続され、他
端がＤＩＳＣＨ信号に接続されている。

【００３１】更に、図４には、図１との関係で既に説明
したバッテリ・パックＢの電流感知回路が示されてい
る。抵抗２８８、２９０は、＋ＶＢＡＴ５ラインと＋Ｖ
ＢＡＴ３ラインとの間に接続され、＋ＶＢＡＴ４が、そ
の接合点から供給される。従って、抵抗２９０の両端で
の電圧は、信号ＶＢＡＴ３及びＶＢＡＴ４によって、電
流感知を提供する。抵抗２９０は、＋ＶＢＡＴ４信号と
＋ＶＢＡＴ３信号との間に接続されている。抵抗２８
８、２９０は、小さな抵抗値を有する精密な（precisio
n）抵抗である。

【００３２】次に、電力制御回路１０２の動作を説明す
るが、電源１０４とバッテリ１００との正の端子ＶＢＡ
Ｔ＋、＋ＶＢＡＴ５の間に結合されているトランジスタ
２００によって、電源１０４（図１及び図２）が、バッ
テリ１００を充電することが可能になる。ダイオード２
０１が、バッテリ１００のための放電経路を提供し、そ
れによって、主放電トランジスタ２８０と微小放電トラ
ンジスタ２７４とのどちらか一方がオンであるときに、
バッテリ１００の放電が可能になる。トランジスタ２０
０は、２つの機能を実行する。すなわち、トランジスタ
２００は、バッテリ１００の充電を可能または不能に
し、また、トランジスタ２００は、電圧レギュレータ２
０３に対するパス（pass）・トランジスタとしても機能
する。好適実施例では、トランジスタ２００は、０.０
２オームの低いＲ_DS(ON)抵抗値（オン時のドレイン／ソ
ース間の抵抗値）と、＋／−２０ボルトＤＣの高いゲー
ト・ソース・ブレークダウン電圧とを有する。トランジ
スタ２１２は、トランジスタ２００をオン又はオフし、
よって、電圧レギュレータ２０３をオン又はオフする。
トランジスタ２１２のゲートは、トランジスタ２１２の
オン／オフのスイッチングを制御するＣＨＡＲＧＥ信号
に接続される。

【００３３】ＣＨＡＲＧＥ信号は、バッテリ・マイクロ
コントローラ３００（図５に示されている）によって与
えられ、従って、ＣＨＡＲＧＥ信号をアサート又は否定
することにより、バッテリ・マイクロコントローラ３０
０は、トランジスタ２００のオン／オフのスイッチング
を制御し、よって、バッテリ１００への充電を制御でき
る。ダイオード２８２は、トランジスタ２００がオンで
あるときには、充電電流のための経路を与える。トラン
ジスタ２２８は、バッテリ・パックＢがホスト・コンピ
ュータ・システムＣから切り離された場合には、線形レ
ギュレータ２０３が回路の別の部分から電流を与えるこ
とがないことを保証する。ＰＷＲ２信号は、バッテリ・
パックＢがホスト・コンピュータ・システムＣの中に存
在しないときには、バッテリ・コントローラ３００によ
ってアサートされ、従って、線形レギュレータ２０３に
よるローディングを回避する。

【００３４】動作においては、トランジスタ２００は、
レギュレータ２０３を介しての充電を可能及び不能にす
ることに関して、ＣＨＡＲＧＥ信号に応答するのではな
く、レギュレータ２０３に対する直列通過素子として作
用し、＋ＶＢＡＴ５信号によって、バッテリ１００への
電圧を１６.８ボルトに制限する。リチウム・イオン・
セルは、それぞれが、４.２ボルトＤＣに制限された入
力電圧を有していなければならない。その電圧制限が外
れた場合には、結果的に、セルの故障が生じる。更に、
リチウム・イオン・セルの容量は、端子電圧の関数であ
るから、このような厳密な電圧規制によれば、１つのパ
ックから次のパックへの繰り返し可能な容量が得られ
る。

【００３５】バッテリ１００への電圧を制限するために
は、トランジスタ２００は、＋ＶＢＡＴ５が１６.８ボ
ルトに近づくにつれて、線形モードで動作し始める。特
に、抵抗２３０、２２６は、＋ＶＢＡＴ５が１６.８ボ
ルト、ＶＲＥＦ信号が約２.５ボルトとなるように、分
圧器を形成する。シャント・レギュレータ２２２は、フ
ォードバック要素として動作し、ＶＲＥＦをその２.５
ボルトに規制しようとする。ＶＲＥＦが２.５ボルトを
超え始めると、シャント・レギュレータ２２２とそれに
付随するディスクリートな安定化素子が、電流を抵抗２
１６に流し始める。レギュレータ２２２が十分な電流を
流すときには、抵抗２１４の両端の電圧降下によって、
トランジスタ２１０がオンする。抵抗２１４は、好まし
くは、＋ＶＢＡＴが最小の１６.８ボルトであるときに
は、３ミリアンペアのカソード電流が、シャント・レギ
ュレータ２２２を流れるように、選択される。トランジ
スタ２１０が線形モードで動作し始めると、抵抗２０８
と直列のトランジスタ２１０のインピーダンスが低下
し、よって、トランジスタ２００のゲート・ソース電圧
が低下する。トランジスタ２００のゲート・ソース電圧
が低下すると、トランジスタ２００のチャンネル・イン
ピーダンスすなわちドレイン／ソース間抵抗Ｒ_DSは増加
し、それによって、トランジスタ２００は、線形モード
で動作し、従って、電圧を低下させる。好ましくは、ト
ランジスタ２００は、ＴＯ２２０パッケージにおいて選
択されるので、過剰な電圧を低下させているときには、
同時に熱を発散（dissipate）することがある。トラン
ジスタ２００は、バッテリ１００がほぼ完全に充電され
ているときには、短い時間の間、そのようなパワーを発
散させるだけである。

【００３６】更に、トランジスタ２１２がオンである場
合には、抵抗２０４の両端の電圧が、バッテリ１００が
８ボルトの電圧まで低下するときであっても、少なくと
もトランジスタ２００のゲート／ソース間のスレショル
ド電圧となるように、抵抗２０４、２０６が選択される
ことが好ましい。更に、ＶＢＡＴ＋信号が１９.５ボル
トの最大の電圧に達するときには、抵抗２０４と並列の
抵抗２０８とトランジスタ２１０とは、トランジスタ２
００のゲート／ソース間のスレショルド電圧以上の電圧
を生じることがなく、それにより、トランジスタ２００
が線形モードで動作することが保証される。このように
して、トランジスタ２００は、ＣＨＡＲＧＥ信号に応答
する充電禁止トランジスタとして、また同時に、線形レ
ギュレータ２０３に対するパス制御要素として、作用す
る。

【００３７】図４にはさらに、バッテリ１００からの放
電を制御する主放電トランジスタ２８０も示されてい
る。トランジスタ２８０のゲートは、バッテリ・マイク
ロコントローラ３００が与えるＤＩＳＣＨ信号に接続さ
れ、これが、トランジスタ２８０のオン・オフを制御す
る。ダイオード２０１は、トランジスタ２８０がオンで
あるときには、放電経路を提供する。更に、図４には、
トランジスタ２００がオンであるときに充電経路を提供
するダイオード２８２と抵抗２８４とが示されている。
抵抗２８４は、後に更に詳細に説明するように、バッテ
リ１００の充電を指示するＣＵＲＲＥＮＴ信号を提供す
る電流感知抵抗として機能する。図４には、また、制御
信号ＰＷＲ１によって付勢される微小放電トランジスタ
２７４も示されている。抵抗２７６は、補助バッテリ１
１４が空である場合に、電源マイクロコントローラ１０
８が目覚め（wake-up）ＲＡＭ／ＲＴＣ１１２との通信
を確立するのに十分な微小放電電流が流れるようにする
ためのものである。

【００３８】また、図４には、レギュレータ回路１１０
が示されている。線形レギュレータ２５４は、バッテリ
・マイクロコントローラ３００に電力を供給する電源電
圧＋５ＶＲＥＧを与える。レギュレータ２５４は、バッ
テリ１００の正の端子＋ＶＢＡＴ５からの出力電圧＋５
ＶＲＥＧを提供する。トランジスタ２５８は、トランジ
スタ２６２によってオン／オフされるパス・トランジス
タとして機能する。トランジスタ２６２は、ＰＷＲ１信
号とＢＤＡＴ１信号とのどちらかによって、オンされ
る。図３に関して更に説明されるように、ＰＷＲ１信号
は、バッテリ・パックＢがホスト・コンピュータ・シス
テムＣの外にあるときにアサートされ、それによって、
トランジスタ２６２がオンになり、レギュレータ２５４
が付勢される。ＢＤＡＴ１信号は、バッテリ・パックＢ
がホスト・コンピュータ・システムＣの中に挿入されて
いるときには高レベルであるから（図５との関係で後に
更に説明する）、バッテリ・パックＢがホスト・コンピ
ュータ・システムＣの中にあれば、トランジスタ２６２
は、ＢＤＡＴ１信号によってオンの状態に保たれる。ダ
イオード２７０、ダイオード２７２、抵抗２６８、及び
コンデンサ２６６が、２つの入力ＰＷＲ１、ＢＤＡＴ１
を有するピーク回路を形成する。コンデンサ２６６から
は電流がほとんど流れ出ないので、ＢＤＡＴ１などの通
常は高レベルであるデータ信号（図５との関係で更に説
明する）により、線形レギュレータ２５４の動作を維持
することができることに注意すべきである。

【００３９】図４には、また、ラッチ回路２３５が示さ
れており、該回路により、バッテリ１００に過剰電圧状
態が存在する場合に、バッテリ１００に充電されること
を阻止する。実施例では、該ラッチ回路２３５によっ
て、バッテリ１００の電圧が１８ボルトＤＣを超えない
ことが保証される。これは、トランジスタ２４２のゲー
トに接続されるＬＡＴＣＨＯＵＴ信号によって達成され
る。ＬＡＴＣＨＯＵＴ信号が低レベルであると、これ
は、バッテリ１００の端子電圧が好ましくは１８ボルト
ＤＣである最大バッテリ端子電圧を超えていることを示
している。これが起こると、トランジスタ２４２は、Ｌ
ＡＴＣＨＯＵＴ信号によってオフになり、それによっ
て、トランジスタ２３６がオフになって、バッテリ・パ
ックＢにそれ以上の充電がされることが回避される。ト
ランジスタ２４４がオンに切り換えられてラッチされる
ことにより、トランジスタ２４２が再びオンに切り換わ
ることが阻止され、従って、トランジスタ２３６はオフ
のままに保たれる。ラッチ回路２３５は、トランジスタ
２４２とトランジスタ２３６とをオンさせるＵＮＬＡＴ
ＣＨ信号のパルス・アサート動作により、リセットされ
る。ＬＡＴＣＨＯＵＴ信号の発生に関しては図６の説明
の際に、ＵＮＬＡＴＣＨ信号の発生に関しては図５の説
明の際に、更に詳細に論じる。

【００４０】図５は、バッテリ・マイクロコントローラ
１０６の回路図を示している。この図５には、バッテリ
・マイクロコントローラ３００が示されている。コント
ローラ３００のための電源電圧ピンは、＋５ＶＲＥＧ信
号に接続され、コントローラ３００の接地ピンは、−Ｖ
ＢＡＴ１信号に接続されている。マイクロコントローラ
３００のＲＡ０＿ＡＩＮ０、ＲＡ１＿ＡＩＮ１、ＲＡ２
＿ＡＩＮ２、ＲＡ３＿ＡＩＮ３、及びＲＡ４＿ＴＯＣＫ
Ｉピンは、マイクロコントローラ３００の中にある多重
化されたＡ／Ｄ変換器のへのアナログ入力である。ＶＲ
ＥＦ信号はＲＡ１＿ＡＩＮ０ピンに与えられ、ＣＧＡＴ
Ｅ信号はＲＡ１＿ＡＩＮ１ピンに接続され、ＤＧＡＴＥ
信号はＲＡ３＿ＡＩＮ３＿ＶＲＥＦピンに接続され、Ｔ
ＨＥＲＭ信号はＲＡ４＿ＴＯＣＫＩピンに接続されてい
る。ＲＢ１ピンはＵＮＬＡＴＣＨ信号に接続され、ＲＢ
２ピンはＣＨＡＲＧＥ信号に接続され、ＲＢ３信号はＤ
ＩＳＣＨ信号に接続され、そして、ＲＢ４信号はＰＷＲ
２信号に接続されている。ＯＳＣ２＿ＣＬＫＯＵＴピン
が、振動子３０２の一端とコンデンサ３０４の一端とに
接続されている。ＯＳＣ１＿ＣＬＫＩＮピンは、振動子
３０２の他端とコンデンサ３０６の一端とに接続されて
いる。コンデンサ３０６の他端は、−ＶＢＡＴ１信号に
接続されている。コンデンサ３０４の他端は、−ＶＢＡ
Ｔ１信号に接続されている。

【００４１】マイクロコントローラ３００のＲＢ５出力
ピンから、Ｔ５０信号が供給され、この信号は、電力制
御回路１０２がバッテリ・パックＢに充電されることを
阻止する際に、バッテリ１００の充電終了を電源マイク
ロコントローラ１０８に指示するのに用いられる。ＲＢ
５出力ピンは、エンハンスメント・タイプのＮチャンネ
ルＭＯＳＦＥＴであるトランジスタ３０８のゲートと、
抵抗３１０の一端とに接続されている。抵抗３１０の他
端は、＋５ＶＲＥＧ信号に接続されている。トランジス
タ３０８は、ソースが−ＶＢＡＴ１信号に接続され、ド
レインがＰチャンネルＭＯＳＦＥＴであるトランジスタ
３１２のゲートと抵抗３１４の一端とに接続されてい
る。抵抗３１４の他端は、＋５ＶＲＥＧ信号に接続され
ている。トランジスタ３１２は、ソースが＋ＶＢＡＴ５
信号に接続され、ドレインがＰＷＲ１信号に接続されて
いる。

【００４２】マイクロコントローラ３００のＲＢ６出力
ピンは、Ｔ７０信号を提供して温度信号Ｔ＋及びＴ−を
操作し、バッテリ１００の過剰温度条件を電源マイクロ
コントローラ１０８に指示する。Ｔ７０信号は、Ｎチャ
ンネル・エンハンスメント・タイプのＭＯＳＦＥＴであ
るトランジスタ３１６のゲートと抵抗３１８の一端とに
接続されている。抵抗３１８の他端は、＋５ＶＲＥＧ信
号に接続されている。トランジスタ３１６は、ドレイン
が、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴであるトランジスタ３２
０のゲートと抵抗３２２の一端とに接続され、ソース
が、−ＶＢＡＴ１信号に接続されている。抵抗３２２の
他端は、＋ＶＢＡＴ５信号に接続されている。トランジ
スタ３２０は、ソースが＋ＶＢＡＴ信号に接続され、ド
レインがエンハンスメント・タイプのＮチャンネルＭＯ
ＳＦＥＴであるトランジスタ３２４のゲートに接続され
ている。

【００４３】図５には、また、Ｔ＋及びＴ−信号を操作
する切り換え型（switched）抵抗ネットワークが示され
ている。トランジスタ３２４は、ソースがＴ−端子に接
続され、ドレインが抵抗３２６の一端と抵抗３２８の一
端とに接続されている。抵抗３２６の他端は、Ｔ＋端子
に接続されている。抵抗３２８の他端は、抵抗３３０の
一端とエンハンスメント・タイプのＮチャンネルＭＯＳ
ＦＥＴであるトランジスタ３３２のドレインとに接続さ
れている。抵抗３３０の他端は、Ｔ−端子に接続されて
いる。抵抗３３４は、ＰＷＲ１信号とＴ−端子との間に
接続されている。抵抗３３６は、一端が抵抗３２４のゲ
ートに接続され、他端がＴ−端子に接続されている。

【００４４】ＢＤＡＴ信号によって、マイクロコントロ
ーラ３００は、バッテリ・パックＢがホスト・コンピュ
ータ・システムＣの中にあるかどうかが判断できる。Ｂ
ＤＡＴ信号は、エンハンスメント・タイプのＮチャンネ
ルＭＯＳＦＥＴであるトランジスタ３３８のゲートと抵
抗３４０の一端とに接続されている。抵抗３４０の他端
は、Ｔ−端子に接続されている。トランジスタ３３８
は、ソースがＴ−端子に接続され、ドレインがＰチャン
ネルＭＯＳＦＥＴであるトランジスタ３４２のゲートと
抵抗３４４の一端とに接続されている。抵抗３４４の他
端は、＋ＶＢＡＴ５信号に接続されている。トランジス
タ３４２は、ソースが＋ＶＢＡＴ５信号に接続され、ド
レインがＢＤＡＴ１信号に接続されている。エンハンス
メント・タイプのＮチャンネルＭＯＳＦＥＴであるトラ
ンジスタ３４６は、ドレインがマイクロコントローラ３
００の割り込みＲＢ０＿ＩＮＴに接続され、ゲートがＢ
ＤＡＴ１信号に接続され、ソースが−ＶＢＡＴ１信号に
接続されている。抵抗３４８は、ＢＤＡＴ１信号と−Ｖ
ＢＡＴ１信号との間に接続されている。抵抗３５０は、
マイクロコントローラ３００のＲＢ０＿ＩＮＴピンと＋
５ＶＲＥＧ信号との間に接続されている。

【００４５】マイクロコントローラ３００のＭＣＬＲ＿
ＶＰＰ及びＯＳＣ２＿ＣＬＫＯＵＴピンが、マイクロコ
ントローラ３００のクロック周波数を設定する。マイク
ロコントローラ３００のＭＣＬＲ＿ＶＰＰピンは、抵抗
３５２の一端に接続され、抵抗３５２の他端は、抵抗３
５４の一端、コンデンサ３５６の一端、及びダイオード
３５８のアノードに接続されている。コンデンサ３５６
の他端は、−ＶＢＡＴ信号に接続されている。抵抗３５
４の他端は、＋５ＶＲＥＧ信号に接続されている。ダイ
オード３５８のカソードは、＋５ＶＲＥＧ信号に接続さ
れている。ダイオード３５８、抵抗３５４、及び抵抗３
５２は、マイクロコントローラ３００をパワーアップす
るのに必要な回路を提供する。

【００４６】更に図５を参照すると、この図には、バッ
テリ１００の温度をモニタする回路が示されている。マ
イクロコントローラ３００のＲＡ１＿ＡＩＮ１ピンは、
サーミスタ３６０の一端、抵抗３６２の一端、及び抵抗
３６４の一端に接続されている。サーミスタ３６０の他
端は、＋５ＶＲＥＧ信号に接続されている。抵抗３６２
の他端は、＋５ＶＲＥＧ信号に接続されている。抵抗３
６４の他端は、エンハンスメント・タイプのＮチャンネ
ルＭＯＳＦＥＴであるトランジスタ３６６のドレイン、
ショットキー・ダイオード３６８のアノード、及びＮＰ
Ｎトランジスタ３７０のコレクタに接続されている。ダ
イオード３６８のカソードは、ＬＡＴＣＨＯＵＴ信号に
接続されている。トランジスタ３７０のベースは、ＣＵ
ＲＲＥＮＴ信号に接続され、トランジスタ３７０のエミ
ッタは、ＶＢＡＴ−端子に接続されている。トランジス
タ３６６は、ゲートがコントローラ３００のＲＢ７ピン
に接続され、ソースが−ＶＢＡＴ信号に接続されてい
る。抵抗３７２は、コントローラ３００のＲＢ７ピンと
−ＶＢＡＴ１信号との間に接続されている。コントロー
ラ３００のＲＢ７ピンは、ＳＡＭＰＬＥ信号を供給す
る。

【００４７】次にバッテリ・マイクロコントローラ１０
６の動作を説明する。ＢＤＡＴ信号がトランジスタ３３
８に提供され、従って、電源マイクロコントローラ１０
８がＢＤＡＴ信号を高レベルにアサートすると、トラン
ジスタ３３８のドレインは否定状態にされ、それによっ
て、トランジスタ３４２がオンして、ＢＤＡＴ１信号を
アサートする。図４に戻ると、ＢＤＡＴ１信号は、バッ
テリ・パックＢがホスト・コンピュータ・システムＣの
中にインストールされているときは、レギュレータ１１
０をイネーブル状態に保つ。通常は高レベルであるＢＤ
ＡＴ１信号は、コンデンサ２６６を充電状態に、ＥＮＡ
ＢＬＥ信号を高レベルに維持し、それによって、電圧レ
ギュレータ２５４が動作可能（イネーブル）状態に保た
れ、従って、バッテリ・マイクロコントローラ３００の
パワーアップを維持する。バッテリ・パックＢがホスト
・コンピュータ・システムＣから取り外されると、ＢＤ
ＡＴ信号は、もはや、電源マイクロコントローラ１０８
には供給されず、従って、ＢＤＡＴ１信号は否定状態に
される。よって、マイクロコントローラ３００は、別の
信号ＰＷＲ１をアサートしてレギュレータ２５４を動作
可能状態に保つ。

【００４８】バッテリ・マイクロコントローラ３００
は、バッテリ・パックがホスト・コンピュータ・システ
ムＣから取り外されると、ＰＷＲ１信号をアサートする
ことによりレギュレータ２５４をイネーブル状態に維持
する。マイクロコントローラ３００は、Ｔ５０信号をア
サートすることによってトランジスタ３０８と３１２と
をオンし、それによって、ＰＷＲ１信号とＥＮＡＢＬＥ
信号とをアサートする。Ｔ５０信号は、マイクロコント
ローラ３００がそれ自身がホスト・コンピュータ・シス
テムＣの中にあると判断したときに否定状態にされる。
ホスト・コンピュータ・システムＣの中にある場合は、
ＢＤＡＴ信号は、レギュレータ２５４の機能を完全に維
持し、よって、電力をマイクロコントローラ３００に供
給する。

【００４９】リチウム・イオン・バッテリの温度は充電
の間にほとんど変動しないので、温度信号Ｔ＋及びＴ−
は、バッテリ１００の異なる温度状態をエミュレートす
るためには、切り換え型抵抗回路によって、操作されな
ければならない。例えば、トランジスタ３３２がＴ５０
信号をアサートしているマイクロコントローラ３００に
よってオンに切り換えられるときには、Ｔ＋及びＴ−信
号が、あたかもバッテリの温度が７０℃であるかのよう
に、提供される。マイクロコントローラ３００は、Ｔ５
０信号をパルス化してバッテリ１００の温度上昇をシミ
ュレートする。バッテリ・パックＢがホスト・コンピュ
ータ・システムＣの外にあるときには、ＰＷＲ１信号が
アサートされてレギュレータ２５４を動作可能にし、従
って、トランジスタ３３２もまたＰＷＲ１に接続されて
いるから、トランジスタ３３２がオンして、これによ
り、バッテリ１００が５０℃であるとする信号が現れ
る。しかし、バッテリ・パックＢがホスト・コンピュー
タ・システムＣの外にあるので、温度信号Ｔ＋及びＴ−
は不要である。マイクロコントローラ３００により、バ
ッテリ・パックＢがホスト・コンピュータ・システムＣ
の中にあると判断されると、ＰＷＲ１信号はもはやアサ
ートされず、従って、トランジスタ３３２が生じる５０
℃のＴ＋及びＴ−信号は供給されないことになる。

【００５０】更に図５を参照すると、バッテリ・パック
Ｂが最初にホスト・コンピュータ・システムＣの中に挿
入されてＢＤＡＴ信号が最初にアサートされるときに
は、トランジスタ３４６は、マイクロコントローラ３０
０のＲＢ０＿ＩＮＴ入力ピンにおいて、立ち下がりエッ
ジ信号を与え、それによって割り込みが生じる。これが
生じると、マイクロコントローラ３００は、制御をある
アルゴリズム（後に図９及び図１０との関係で論じる）
に移動させ、バッテリ・パックＢがホスト・コンピュー
タ・システムＣの中に挿入されているかどうかをチェッ
クする。バッテリ・マイクロコントローラ３００は、バ
ッテリ・パックＢがホスト・コンピュータ・システムＣ
の中には挿入されていないと判断したときには、ＣＨＡ
ＲＧＥ信号とＤＩＳＣＨ信号とが否定状態にされたまま
維持され、従って、バッテリ・パックＢのＶＢＡＴ＋及
びＶＢＡＴ−端子をブロックすることを保証する。バッ
テリ・パックＢがホスト・コンピュータ・システムＣの
中に存在しない限り、バッテリ・マイクロコントローラ
３００は、ＰＷＲ１信号をアサートし、それによって、
レギュレータ２５４がパワーアップされた状態に保たれ
ることが保証され、よって、マイクロコントローラ３０
０がパワーアップされた状態に保たれることが保証され
る。

【００５１】更に図５の実施例においては、また、バッ
テリ１００を構成するバッテリ・セルの電圧がモニタさ
れ、それによって、バッテリ１００の中の任意のセルの
電圧が過剰放電スレショルド電圧よりも低下する場合に
は、バッテリ・パックＢのＶＢＡＴ＋端子及びＶＢＡＴ
−端子がブロックされることが保証される。この過剰放
電スレショルド電圧は、２.５ボルトから２.７ボルトの
値を有し、製造業者によって変動する。この過剰放電ス
レショルド電圧の値は、この実施例では、２.７ボルト
である。バッテリ１００の中の任意の１つのセルの電圧
がこの過剰放電スレショルド電圧よりも低下すると、マ
イクロコントローラ３００は、ＤＩＳＣＨ信号が否定状
態にされ、従って、バッテリが更に放電することはな
い。バッテリ１００の中の１つのバッテリ・セルがこの
過剰放電スレショルド電圧よりも低下する場合には、バ
ッテリ・マイクロコントローラ３００は、ＣＨＡＲＧＥ
信号をアサートし、バッテリ１００が、いったん既知の
シグニチャがマイクロコントローラ３００によってＢＤ
ＡＴ信号上で検出されれば、充電することを可能にす
る。

【００５２】バッテリ１００の任意の１つのセルのセル
電圧がこの実施例では２.０ボルトである過剰放電スレ
ショルド電圧よりも低下する場合には、これは、バッテ
リ１００が過剰放電し、恒久的に動作不能にされていな
ければならないことを指示している。これが生じると、
マイクロコントローラ３００は、ＣＨＡＲＧＥ及びＤＩ
ＳＣＨ信号が否定状態にされることを保証し、従って、
バッテリ・パックＢのＶＢＡＴ＋及びＶＢＡＴ−端子が
恒久的にブロックされたままで維持されることを保証
し、これによって、バッテリ１００が再び用いられない
ことが保証される。この状態が生じると、ＰＷＲ１信号
は、バッテリ・パックＢがホスト・コンピュータ・シス
テムＣから取り外される場合には、もはやアサートされ
ない。これによって、いったん過剰放電されたバッテリ
が検出されると、電圧レギュレータ２５４は動作不能に
され、従って、バッテリ・パックＢがいったんホスト・
コンピュータ・システムＣから取り外されると、バッテ
リ・パックＢの回路を恒久的にパワーダウンさせること
が保証される。

【００５３】図４及び図５を参照すると、バッテリ・パ
ックＢがホスト・コンピュータ・システムＣの中に存在
しないときは常に、ＰＷＲ１がアサートされる。従っ
て、バッテリ・マイクロコントローラ３００がバッテリ
・パックＢがホスト・コンピュータ・システムＣの中に
あると判断するまで、ＰＷＲ１は、アサートされた状態
に維持される。ＰＷＲ１のアサートによって、トランジ
スタ２７４がオンして、それにより、微小放電電流が流
される。この微小放電電流は、無効なシステムを損傷す
るほどには大きくないが、補助バッテリ１１４が動作し
ないときに、マイクロコントローラ１０８をパワーアッ
プするには十分な電流である。微小放電電流は、抵抗２
８４によって、制限される。従って、この微小放電の性
質によって、補助バッテリ１１４が動作しないときで
も、電源マイクロコントローラ１０８を動作させること
ができる。既に述べたように、いったんバッテリ・パッ
クＢがそれ自身がホスト・コンピュータ・システムＣの
外にあると判断すると、ＰＷＲ１信号がアサートされ、
従って、トランジスタ２７４をオンすることにより、微
小充電電流を流すことを可能にする。

【００５４】バッテリ・パック１００の中のセルの１つ
が過剰放電スレショルド電圧よりも低下した場合には、
ほんの僅かな放電電流でも危険であり、その理由は、バ
ッテリ１００の中の１つのバッテリ・セルが過剰放電し
ているからである。従って、バッテリ１００の中の任意
のセルが、この実施例では２.０ボルトであるこの過剰
放電スレショルド電圧よりも低下したときには、ＰＷＲ
１信号はもはやアサートされず、従って、微小放電電流
が全く流れないことを保証することができる。

【００５５】サーミスタ３６０、抵抗３６２、トランジ
スタ３６６、及びトランジスタ３７０は、バッテリ１０
０の温度をモニタするために用いられる。この回路は、
バッテリ１００の充電を許容する前にバッテリ１００の
周囲の温度をモニタしている間にバッテリ１００が損傷
を受けた場合には、警報を発する。抵抗３６２は、サー
ミスタ３６０を線形にするために用いられる。マイクロ
コントローラ３００のＲＢ７ピンによって与えられるＳ
ＡＭＰＬＥ信号は、バッテリ１００の温度をサンプリン
グするときにだけ、この回路をマイクロコントローラ３
００が動作可能にするために供給され、それによって、
電力が節約される。図４及び図５の両方を参照すると、
バッテリ・パックＢが充電しているときには、ＣＵＲＲ
ＥＮＴ信号がアサートされ、それによって、トランジス
タ３７０がオンする。従って、バッテリ・パックＢが充
電している間は、この温度モニタ回路はオンのままにさ
れ、過剰温度状態を連続的にモニタする。

【００５６】図６は、バッテリ・パックＢのモニタ回路
１１６の回路図を示している。図６のモニタ回路４００
は、好ましくは、モトローラ社によって製造されるリチ
ウム充電制御型集積回路（ＬＣＣＩＣ）である。モニタ
回路４００の電源電圧は、＋ＶＢＡＴ５信号に接続さ
れ、アース端子は、−ＶＢＡＴ１信号に接続されてい
る。回路４００の電圧ロー（ＶＬ）ピンは、抵抗４０２
の一端と抵抗４０４の一端とに接続されている。回路４
００の電圧ハイ（ＶＨ）ピンは、抵抗４０６の一端と抵
抗４０２の他端とに接続されている。回路４００のＭＵ
Ｘ＋ピンは、抵抗４０４の他端に接続されている。回路
４００の基準アース（ＲＥＦ＿ＧＮＤ）ピンは、抵抗４
０６の他端に接続されている。

【００５７】回路４００の過剰放電電流（ＯＶ＿ＤＩＳ
ＣＨ）ピンは、＋ＶＢＡＴ４信号に接続されている。過
剰充電電流（ＯＶ＿ＣＨＡＲ）ピンは、＋ＶＢＡＴ３信
号に接続されている。回路４００のＶ１＋ピンは、＋Ｖ
ＢＡＴ８信号に接続されている。回路４００のＶ２＋ピ
ンは、＋ＶＢＡＴ７信号に接続されている。回路４００
のＶ３＋ピンは、＋ＶＢＡＴ６信号に接続されている。
回路４００のＰＲＯＧ２ピンとＰＲＯＧ１ピンとは、−
ＶＢＡＴ１信号に接続されている。回路４００のＴＥＳ
Ｔピンは、コンデンサ４０８の一端に接続されている。
コンデンサ４０８の他端は、抵抗４１０の一端ととＮチ
ャンネルのエンハンスメント・タイプのＭＯＳＦＥＴで
あるトランジスタ４１２のドレインとに接続されてい
る。抵抗４１０の他端は、＋ＶＢＡＴ５信号に接続され
ている。

【００５８】トランジスタ４１２は、ゲートがＴＥＳＴ
信号に接続され、ソースが−ＶＢＡＴ１信号に接続され
ている。回路４００のＰＡＣＫピンは、−ＶＢＡＴ１信
号に接続されている。回路４００のＣＧＡＴＥピンは、
エンハンスメント・タイプのＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ
であるトランジスタ４１４のゲートに接続されている。
トランジスタ４１４は、ドレインがＣＧＡＴＥ信号に接
続され、ソースが−ＶＢＡＴ１信号に接続されている。
抵抗４１６は、ＣＧＡＴＥ信号と＋５ＶＲＥＧ信号との
間に接続されている。回路４００のＤＧＡＴＥピンは、
エンハンスメント・タイプのＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ
であるトランジスタ４１８のゲートに接続されている。
トランジスタ４１８は、ドレインがＤＧＡＴＥ信号に接
続され、ソースが−ＶＢＡＴ１信号に接続されている。
抵抗４２０は、ＤＧＡＴＥ信号と＋５ＶＲＥＧ信号との
間に接続されている。回路４００のＴＨＥＲＭピンは、
ＴＨＥＲＭ信号を与える。抵抗４２２は、ＴＨＥＲＭ信
号と＋５ＶＲＥＧ信号との間に接続されている。回路４
００のＶＰＭＰピンは、コンデンサ４２４の一端に接続
され、コンデンサ４２４の他端は、−ＶＢＡＴ１信号に
接続されている。

【００５９】図４には、バッテリ１００のセルの過剰充
電を防止する回路も示されている。図６には、リチウム
・イオン・バッテリの充電コントローラ４２６が示され
ている。充電コントローラ４２６の入力は＋ＶＢＡＴ５
信号に接続され、充電コントローラ４２６の出力は、エ
ンハンスメント・タイプのＮチャンネルＭＯＳＦＥＴで
あるトランジスタ４２８のゲートと抵抗４３０の一端と
に接続されている。充電コントローラ４２６の接地入力
は、−ＶＢＡＴ１信号に接続される。充電コントローラ
４２６のＣＯＭＰピンは、抵抗４３２の一端に接続され
ている。抵抗４３２の他端は、−ＶＢＡＴ１信号に接続
されている。トランジスタ４２８は、ソースが−ＶＢＡ
Ｔ１信号に接続され、ドレインがＬＡＴＣＨＯＵＴ信号
に接続されている。

【００６０】充電コントローラ４２６によって、バッテ
リ１００の電圧が所定の過剰電圧スレショルドを超えな
いことが保証される。この実施例では、このスレショル
ド電圧は１８ボルトＤＣである。充電コントローラ４２
６は、ナショナル・セミコンダクタ社の製造によるＬＭ
３４２０リチウム・イオン・バッテリ充電コントローラ
であることが好ましい。充電コントローラ４２６は、そ
の入力ピンにおける電圧が所定の過剰電圧スレショルド
を超えるときにオンになるトランジスタ２４８のゲート
に接続されたオープン・エミッタ出力を有する。抵抗４
３２は、充電コントローラ４２６の公称電圧レベルであ
る１６.８ボルトを、所定の過剰電圧スレショルドであ
る１８ボルトに調整するために用いられる。トランジス
タ４２８のドレインは、バッテリ１００の端子電圧がこ
の過剰電圧スレショルドを超えるときには、ＬＡＴＣＨ
ＯＵＴ信号を否定状態にする。

【００６１】ＬＡＴＣＨＯＵＴ信号は、バッテリ１００
の充電の間に否定状態にされる場合には、その充電が終
了するまで、再びアサートされることはない。図４及び
図５を参照すると、バッテリ１００の充電の間には、Ｃ
ＵＲＲＥＮＴ信号が、抵抗２８４内の充電電流によって
アサートされる。ＣＵＲＲＥＮＴ信号のアサートによっ
て、トランジスタ３７０がオンし、ダイオード３６８の
アノードが低レベルになり、それにより、ＬＡＴＣＨＯ
ＵＴ信号がその通常の高レベルの電圧にリセットされる
ことが阻止される。抵抗２８４に充電電流が存在しない
ならば、トランジスタ３７０は、オフになり、従って、
ＬＡＴＣＨＯＵＴ信号は、その通常の高レベルの電圧に
リセットされる。モニタ回路４００は、バッテリ・パッ
クＢの電流と電圧とをモニタする。図６に示されている
ように、モニタ回路４００は、バッテリ１００を形成す
るセル・バンク１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、及び１
００ｄをモニタする。それぞれのセル・バンクには、２
つの並列リチウム・イオン・セルが含まれている。回路
４００は、バッテリ１００の状態についての情報、すな
わちＣＧＡＴＥ信号、ＤＧＡＴＥ信号、及びＴＨＥＲＭ
信号を、マイクロコントローラ３００に供給する。

【００６２】図６及び図７において、バッテリ・パック
Ｂの通常の動作においては、ＴＨＥＲＭ信号、ＤＧＡＴ
Ｅ信号、及びＣＧＡＴＥ信号は、すべて高レベルであ
る。モニタ回路４００は、バンク１００ａ、１００ｂ、
１００ｃ、及び１００ｄの電圧を、＋ＶＢＡＴ６信号、
＋ＶＢＡＴ７信号、＋ＶＢＡＴ８信号、及び＋ＶＢＡＴ
５信号により、それぞれモニタする。モニタ回路４００
は、バッテリ１００のセルの間の等しくない電圧を検出
した場合には、すべての過剰電圧のセルを放電させるた
めの並列のＭＯＳＦＥＴと抵抗とを用いて、セルの間で
の電圧を等しくさせる。従って、モニタ回路４００は、
セル・バンク１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、及び１０
０ｄをモニタすることによって、すべてのセル上に同じ
電圧が存在することを保証する。過剰電圧状態が生じる
と、モニタ回路４００が、ＴＨＥＲＭ信号を否定し、そ
れにより、過剰電圧状態がバッテリ１００に存在するこ
とをマイクロコントローラ３００に知らせる。ＣＧＡＴ
Ｅ信号とＤＧＡＴＥ信号とは、過剰電圧状態が生じて
も、否定状態にされない。モニタ回路１１６は、ＬＡＴ
ＣＨＯＵＴ信号を否定状態にすることにより、過剰電圧
状態の間には、それ以上の充電がバッテリ１００にされ
ないことを保証する。

【００６３】図６及び図７において、モニタ回路４００
は、また、バッテリ１００に過剰充電電流状態が存在す
るときには、警報を発する。モニタ回路４００は、ＴＨ
ＥＲＭ信号とＣＧＡＴＥ信号とを否定状態にすることに
よって、これを実現する。ＤＧＡＴＥ信号は、すべての
他の条件が許せば、高レベルに保たれる。モニタ回路４
００は、ＣＧＡＴＥ信号を、過剰充電電流状態が少なく
とも２から３秒存在するまで、否定状態にせず、それに
よって、バッテリ１００を充電するのにパルス充電法が
用いられている場合には、正の電流パルスが、モニタ回
路４００によって与えられる過剰充電電流保護メカニズ
ムを始動させる（trip）ことが保証される。モニタ回路
４００は、また、低電圧及び過剰放電電流保護の機能も
提供する。バッテリ１００に低電圧又は過剰放電電流状
態のどちらかが存在する場合には、マイクロコントロー
ラ４００はＤＧＡＴＥ信号を否定状態にする。バッテリ
・マイクロコントローラ３００は、以下で論じるが、そ
の場合には、ＤＧＡＴＥ信号の否定状態がバッテリ１０
０における低電圧又は過剰放電電流状態によってトリガ
されたのかどうかを判断しなければならない。

【００６４】低電圧及び過剰電圧スレショルドは、抵抗
４０４、４０２、４０６によって設定される。この好適
実施例においては、低電圧スレショルドは、バッテリ・
セルが過剰放電されたことを示す２.０ボルトに設定さ
れ、過剰電圧スレショルドは、バッテリ・セルの過剰充
電電圧状態を示す４.２９ボルトに設定される。後に更
に説明するように、バッテリ・マイクロコントローラ３
００は、ＶＲＥＦ信号をモニタすることによって、低電
圧又は過剰放電電流条件が存在するかどうかを判断す
る。

【００６５】次に、図８を参照すると、電源マイクロコ
ントローラ１０８とＲＡＭ／ＲＴＣ１１２との間で進ま
なければならない初期化手順が示されている。マイクロ
コントローラ１０８は、ＲＡＭ／ＲＴＣ１１２との通信
を望んでいることを示すため、リセット・パルスをＲＡ
Ｍ／ＲＴＣ１１２に送るが、そのためには、通常は高レ
ベルであるＢＤＡＴ信号を否定状態にしなければならな
い。図８のＡに示されているように、マイクロコントロ
ーラ１０８は、時刻Ｔ０において、ＢＤＡＴ信号を否定
する。次に、マイクロコントローラ１０８は、ＢＤＡＴ
信号をリリースし、それによって、時刻Ｔ１において、
ＢＤＡＴ信号は再び通常の高レベルの状態に戻る。リセ
ット・パルスは、このように、時刻Ｔ０から時刻Ｔ１ま
での時間間隔として定義される。リセット・パルスは、
長さが少なくとも４８０μｓ必要であり、しかし、９６
０μｓより長くてはならない。図８のＡから分かるよう
に、ＲＡＭ／ＲＴＣ１１２は、時刻Ｔ２まで待機してか
ら、ＢＤＡＴ信号を否定状態にし、それによって、ＲＡ
Ｍ／ＲＴＣ１１２がリセット・パルスを認識し、マイク
ロコントローラ１０８と通信する準備ができていること
をマイクロコントローラ１０８に示すための、存在（Ｐ
ＲＥＳＥＮＣＥ）パルスを提供する。ＲＡＭ／ＲＴＣ１
１２は、次に、時刻Ｔ３までＢＤＡＴ信号を否定状態に
し、それにより、存在パルスの終了を示す。存在パルス
は、長さが少なくとも６０μｓである必要があり、また
２４０μｓより長くてはならない。

【００６６】次に図８のＢを参照すると、この図には、
マイクロコントローラ１０８による、ＢＤＡＴ信号の
「１」書き込み又は「１」読み出しの動作が図解されて
いる。マイクロコントローラ１０８による読み出し動作
では、マイクロコントローラ１０８は、時刻Ｔ０におい
てＢＤＡＴ信号を否定状態にし、ＢＤＡＴ信号を時刻Ｔ
１まで低レベルに保つ。これは、マイクロコントローラ
１０８が、ＢＤＡＴ信号から１ビットを読み出す準備が
できていることを示す。時刻Ｔ０からＴ１までの間隔
は、１μｓよりも大きくなければならない。次に、ＲＡ
Ｍ／ＲＴＣ１１２は、時刻Ｔ２において高レベルになる
ように、ＢＤＡＴ信号をアサートする。次に、マイクロ
コントローラ１０８は、時刻Ｔ３においてＢＤＡＴ信号
をサンプリングし、それによって、１を読み出す。マイ
クロコントローラ１０８は、１を読み出すには、時刻Ｔ
０から１５μｓ以上は経過していない時点で、ＢＤＡＴ
信号をサンプリングしなければならない。従って、
「１」読み出し動作のためには、Ｔ０からＴ３までの間
隔は、１５μｓよりも短くなければならない。

【００６７】マイクロコントローラ１０８による「１」
書き込みも、図８のＢに示されているとうりである。Ｒ
ＡＭ／ＲＴＣ１１２に書き込み中断動作について知らせ
るために、マイクロコントローラ１０８は、時刻Ｔ０に
おいてＢＤＡＴ信号を否定状態にしなければならない。
次に、マイクロコントローラ１０８は、１μｓよりも長
くなければならない時刻Ｔ１まで、ＢＤＡＴ信号を否定
する。マイクロコントローラ１０８は、次に、Ｔ０から
１５μｓ以内に、ＢＤＡＴ信号をハイにアサートしなけ
ればならないが、その理由は、ＲＡＭ／ＲＴＣ１１２
が、時刻Ｔ０から１５μｓから６０μｓだけ後に、書き
込み動作を読み出すからである。

【００６８】図８のＣには、マイクロコントローラ１０
８による「０」書き込み又は「０」読み出しの動作が図
解されている。「０」書き込み動作においては、マイク
ロコントローラ１０８は、時刻Ｔ０においてＢＤＡＴ信
号を否定状態にする。マイクロコントローラ１０８は、
時刻Ｔ１まで、ＢＤＡＴ信号を否定状態にされた状態に
維持しなければならない。マイクロコントローラ１０８
は、「０」を示すために、ＢＤＡＴ信号を、最小で６０
μｓの間、否定状態にしなければならない。よって、時
刻Ｔ０から時刻Ｔ２は、少なくとも６０μｓでなければ
ならない。従って、ＢＤＡＴ信号が、時刻Ｔ０から６０
μｓより長く経過している時刻Ｔ１においてＲＡＭ／Ｒ
ＴＣ１１２によってサンプリングされるときには、
「０」がＲＡＭ／ＲＴＣ１１２によって検出される。マ
イクロコントローラ１０８は、「０」を読み出すために
は、時刻Ｔ０においてＢＤＡＴ信号を再び否定状態にし
てＢＤＡＴ信号を読み出す準備ができていることを示さ
なければならない。マイクロコントローラ１０８は、時
刻Ｔ０から１５μｓ以内である時刻Ｔ１において、ＢＤ
ＡＴ信号をサンプリングしなければならない。

【００６９】マイクロコントローラ１０８は、バッテリ
・パックＢがホスト・コンピュータ・システムＣの中に
挿入された後で、最初にＲＡＭ／ＲＴＣ１１２と通信す
る際には、ＲＡＭ／ＲＴＣ１１２に関して既に述べた初
期化手順を実行する。すなわち、マイクロコントローラ
１０８は、リセット・パルスを送信し、ＲＡＭ／ＲＴＣ
１１２は、存在パルスを用いて応答する。この初期化シ
ーケンスの後で、マイクロコントローラ１０８は、次
に、ＲＤ＿ＲＯＭコマンドを送信するが、これは、好ま
しくは、３３ｈに等しい１と０とのバイナリ・シーケン
スである。これによって、ＲＡＭ／ＲＴＣ１１２は、マ
イクロコントローラ１０８がＲＡＭ／ＲＴＣ１１２のＲ
ＯＭの中の８バイトのデータを読み出す準備ができてい
ることを知る。ＲＡＭ／ＲＴＣ１１２によって送信され
るＲＯＭの１番目のバイトは、バッテリ・パックＢに対
するファミリ・コードＦＡＭ＿ＣＤＥである。

【００７０】次に、この好適実施例が用いられるＢＤＡ
Ｔ信号のシグニチャ（signature）認識手順は、既に述
べた、初期化手順プロトコルと送信されたコマンド及び
データとを求める。概略的にいえば、最初に、バッテリ
・マイクロコントローラ３００は、初期化手順に対する
ＢＤＡＴ信号をモニタし、次に、バッテリ・マイクロコ
ントローラ３００は、ＲＤ＿ＲＯＭコマンドに対するＢ
ＤＡＴ信号をモニタし、そして、最後に、バッテリ・マ
イクロコントローラ３００は、送信されたファミリ・コ
ードＦＡＭ＿ＣＤＥに対するＢＤＡＴ信号をモニタす
る。マイクロコントローラ３００がこの通信シーケンス
を検出すると、マイクロコントローラ１０６は、バッテ
リ・パックＢがホスト・コンピュータ・システムＣの中
に挿入されていることを知ることができる。

【００７１】次に、ＢＤＡＴ信号の通信をモニタするマ
イクロコントローラ３００のアルゴリズムを、図９を参
照して説明する。図９は、バッテリ・パックＢがホスト
・コンピュータ・システムＣの中にあるときに、バッテ
リ１００のモニタリング・ルーチンＰＯＬＬを呼び出す
（コールする）ＭＡＩＮルーチンを示すフローチャート
である。図９では、動作はステップ５００で開始され、
そしてステップ５０２に移動し、ＴＵＲＮＯＦＦ＿ＦＬ
Ｇがリセットされる。ＴＵＲＮＯＦＦ＿ＦＬＧフラグ
は、バッテリ・パックＢが恒久的にオフに切り換えられ
るべきとき、従ってバッテリ・セルが過剰放電している
ときに、設定される。ＢＤＡＴ＿ＦＬＧフラグもまた、
リセットされる。ＢＤＡＴ＿ＦＬＧフラグがセットされ
たときには、これは、バッテリ・パックＢがホスト・コ
ンピュータ・システムＣの中にあることを示す。ＤＧＡ
ＴＥ信号とＣＧＡＴＥ信号とが共にリセットされ、マイ
クロコントローラ３００がバッテリ・パックＢがホスト
・コンピュータ・システムＣの中に挿入されているかど
うかを判断する前に、トランジスタ２００とトランジス
タ２８０とをオフに切り換える。割り込みサービス・ル
ーチンのための割り込みであるＳＹＳ＿ＣＨＫもまた、
イネーブル状態にされる。

【００７２】マイクロコントローラ３００のＲＢ０＿Ｉ
ＮＴ入力に負の勾配が現れるときには常に、割り込みが
発生される。従って、ＢＤＡＴ信号パルスが高レベルで
あり、ＲＢ０＿ＩＮＴ入力における負の勾配をトリガす
るときには、制御は、割り込みサービス・ルーチンＳＹ
Ｓ＿ＣＨＫに移る。ステップ５０２では、ＣＨＫ＿ＦＬ
Ｇフラグもまた、リセットされる。このフラグは、バッ
テリ・パックＢがホスト・コンピュータ・システムＣか
らいつ取り出されたかを判断するのに用いられる。更
に、ステップ５０２では、ＶＭＩＮ＿ＦＬＧフラグが、
リセットされる。ＶＭＩＮ＿ＦＬＧフラグは、バッテリ
１００が放電状態になったときに常に設定される。

【００７３】制御は、次に、ステップ５０４に進み、こ
こでは、ＢＤＡＴ信号がテストされる。そして、制御
は、ステップ５０６に進み、ＢＤＡＴ＿ＦＬＧフラグが
チェックされる。セットされていると、それは、バッテ
リ・パックＢがホスト・コンピュータ・システムＣの中
にあることを示している。ＢＤＡＴ＿ＦＬＧがセットさ
れていない場合には、制御は、ステップ５０４に戻る。
ＢＤＡＴ＿ＦＬＧフラグがセットされている場合には、
制御は、ステップ５０８に進み、そこで、ＴＵＲＮＯＦ
Ｆ＿ＦＬＧがテストされる。セットされている場合に
は、これは、バッテリの過剰放電（すなわち、過剰に低
電圧レベルに放電されたこと）を示すので、制御は、ス
テップ５０４に移動する。その理由は、マイクロコント
ローラ３００は、マイクロコントローラ３００が恒久的
にパワーダウンするように、バッテリ・パックＢがホス
ト・コンピュータ・システムＣから取り外されるのを待
機しているからである。ＴＵＲＮＯＦＦ＿ＦＬＧがセッ
トされていない場合には、制御は、ステップ５１０に移
動し、そこでは、バッテリ・パックＢのホスト・コンピ
ュータ・システムＣからの取り外しのチェックが始ま
る。

【００７４】ステップ５１０では、マイクロコントロー
ラ３００は、ＢＤＡＴ信号が低レベルであるかどうかを
判断する。ＢＤＡＴ信号は、通常は高レベルであるか
ら、９６０μｓよりも長い時間低レベルに留まることは
ない。ＢＤＡＴ信号が低レベルである場合には、制御
は、ステップ５１２に進み、ＣＨＫ＿ＦＬＧが増加され
る。ＢＤＡＴラインが再び高レベルになりＲＢ０＿ＩＮ
Ｔ入力において負の勾配を生じるときには常に、ＳＹＳ
＿ＣＨＫ割り込みサービス・ルーチンがＣＨＫ＿ＦＬＧ
をリセットし（図１０を参照のこと）、従って、ＣＨＫ
＿ＦＬＧは、ＢＤＡＴ信号がどのくらい長く低レベルに
留まるかをトラッキングするのに用いられる。

【００７５】制御は、次に、ステップ５１４に進み、こ
のステップでは、マイクロコントローラ３００が、ＢＤ
ＡＴ信号が９６０μｓよりも長く否定状態にされていた
かどうかを判断する。そうであれば、バッテリ・パック
Ｂはホスト・コンピュータ・システムＣから取り外され
ており、制御は、次に、ステップ５１６に進み、そこで
は、ＴＩＭＥＯＵＴ＿ＢＤＡＴが呼び出される（図１１
を参照して説明する）。次に、制御は、ステップ５１７
に進み、このステップでは、ＳＹＳ＿ＣＨＫ割り込みル
ーチンのための割り込みがイネーブル状態にされ、ＣＧ
ＡＴＥ信号がリセットされ、ＤＧＡＴＥ信号がリセット
され、ＢＤＡＴ＿ＦＬＧフラグがリセットされ、ＣＨＫ
＿ＦＬＧフラグがリセットされる。次に、制御は、ステ
ップ５０４に戻る。バッテリ・パックＢがホスト・コン
ピュータ・システムＣから取り外されていないか、又は
ＢＤＡＴ信号が高レベルである場合には、制御は、ステ
ップ５１８に進み、ＣＨＫ＿ＦＬＧフラグがリセットさ
れ、ＰＯＬＬルーチンが呼び出される。制御は、そし
て、ステップ５０４に戻る。

【００７６】図１０のＳＹＳ＿ＣＨＫ割り込みサービス
・ルーチンを参照すると、ＢＤＡＴ信号がアサートされ
るときは常に、制御は、ステップ６１０に進む。制御
は、ステップ６１１に進み、ＣＨＫ＿ＦＬＧがリセット
される。制御は、次に、ステップ６１２に進み、そこ
で、マイクロコントローラ３００が、ＢＤＡＴ＿ＦＬＧ
フラグをテストする。設定されている場合には、これ
は、バッテリ・パックＢがホスト・コンピュータ・シス
テムＣの中にあることを示しており、制御は、ステップ
６１８に進む。ＢＤＡＴ＿ＦＬＧが設定されていない場
合には、制御は、ステップ６１４に進み、Ｂ＿ＩＤルー
チンが呼び出され、このルーチンは、ＢＤＡＴ信号上の
既知の通信シグニチャをチェックする。制御は、次に、
ステップ６１４からステップ６１８に進む。ステップ６
１８では、ＳＹＳ＿ＣＨＫルーチンに対する割り込みが
再びイネーブル状態にされ、制御は、ステップ６２０に
進み、割り込みサービス・ルーチンは終了する。

【００７７】図１１は、ＢＤＡＴ信号が９６０μｓより
も長く否定状態にされている場合に、ＭＡＩＮルーチン
によって呼び出されるＴＩＭＥＯＵＴ＿ＢＤＡＴルーチ
ンを示している。制御は、ステップ６２４で開始し、ス
テップ６２６に移動し、そこで、バッテリ・マイクロコ
ントローラ３００が、ＴＵＲＮＯＦＦ＿ＦＬＧかＶＭＩ
Ｎ＿ＦＬＧかのどちらかがセットされているかどうかを
チェックする。どちらのフラグもがセットされている場
合には、微小放電トランジスタ２７４は、オンされてい
ない。そうでない場合には、制御は、ステップ６２８に
進み、そこでは、Ｔ５０信号がアサートされ、微小放電
トランジスタ２７４をオンし、それによって、バッテリ
・パックＢからの微小電流が流れ、ＥＮＡＢＬＥ信号が
アサートされる。更に、ＰＷＲ２信号が否定状態にさ
れ、よって、不必要な回路を動作不能にする。ＤＧＡＴ
Ｅ及びＣＧＡＴＥ信号の両方が否定状態にされ、それぞ
れ、主放電トランジスタ２８０と充電トランジスタ２０
０とをオフにする。更に、ＢＤＡＴ＿ＦＬＧがリセット
され、再び、バッテリ・パックＢがホスト・コンピュー
タ・システムＣの中にないことを示す。制御は、次に、
ステップ６３０に進み、そこからＭＡＩＮルーチンに戻
る。ＴＵＲＮＯＦＦ＿ＦＬＧがセットされている場合に
は、制御は、ステップ６２６からステップ６３０に移動
する。

【００７８】図１２は、ＳＹＳ＿ＣＨＫによってホスト
・コンピュータ・システムＣを識別するために呼び出さ
れるＢ＿ＩＤルーチンを示している。制御は、ステップ
６５０で開始して、ステップ６５２に進み、バッテリ・
マイクロコントローラ３００は、未知のシステムが検出
されるときに設定されるＵＮＫ＿ＳＹＳフラグをリセッ
トする。更に、ステップ６５２では、ＢＤＡＴ信号信号
に関する初期化手順をチェックするＩＮＴ＿ＣＨＫルー
チンが呼び出される。初期化手順がマイクロコントロー
ラ１０８とＲＡＭ／ＲＴＣ１１２との間で検出されない
場合には、ＵＮＫ＿ＳＹＳフラグがセットされる。制御
は、ステップ６５４に進み、そこで、ＵＮＫ＿ＳＹＳフ
ラグの状態がチェックされる。ＵＮＫ＿ＦＬＧが設定さ
れていて未知のシステムであることを示している場合に
は、制御は、ステップ６５６に進み、ＳＹＳ＿ＣＨＫ割
り込みサービス・ルーチンに戻る。初期化手順が検出さ
れている場合には、制御は、ステップ６５８に進み、図
１６との関係で論じられることになるＲＥＡＤ＿ＢＹＴ
が呼び出され、ＢＤＡＴ信号から１バイトＲＢＹＴＥを
読み出す。次に、制御は、ステップ６６０に進み、再
び、ＵＮＫ＿ＳＹＳフラグがチェックされる。

【００７９】未知のシステムが検出されていると、制御
は、ステップ６６２に進み、ＳＹＳ＿ＣＨＫルーチンに
戻る。しかし、未知のシステムが検出されていないと、
制御は、ステップ６６４に進み、そこで、バッテリ・マ
イクロコントローラ３００が、ＲＥＡＤ＿ＢＹＴによっ
て読み出されたバイトであるＲＢＹＴＥがＲＤ＿ＲＯＭ
であるかどうかを判断する。そうでない場合には、制御
は、ステップ６６２に戻り、ＳＹＳ＿ＣＨＫルーチンに
戻る。ＲＤ＿ＲＯＭが検出される場合には、制御は、ス
テップ６６６に進み、そこで、ＲＥＡＤ＿ＢＹＴが再び
呼び出される。次に、制御は、６６８に進み、バッテリ
・パックＢが未知のシステムの中にあるかどうかをチェ
ックする。そうであれば、制御は、ステップ６７４に進
み、ＳＹＳ＿ＣＨＫルーチンに戻る。そうでなければ、
制御は、ステップ６７０に進み、ＲＢＹＴＥがファミリ
・コードＦＡＭ＿ＣＯＤＥであるかどうかをチェックす
る。そうでなければ、制御は、ステップ６７４に進み、
ＢＤＡＴ＿ＦＬＧフラグをセットすることなくＳＹＳ＿
ＣＨＫに戻る。ＲＢＹＴＥがファミリ・コードＦＡＭ＿
ＣＯＤＥである場合には、バッテリ・パックＢは、ホス
ト・コンピュータ・システムＣの中に置かれている。従
って、制御は、ステップ６７２に進み、そこで、ＢＤＡ
Ｔ＿ＦＬＧフラグがセットされ、バッテリ・パックＢが
ホスト・コンピュータ・システムＣの中にあることを指
示し、次に、制御は、ステップ６７４に進み、ＳＹＳ＿
ＣＨＫルーチンに戻る。

【００８０】図１４及び図１５は、初期化手順チェック
・ルーチンＩＮＩＴ＿ＣＨＫの流れ図を示しており、こ
のルーチンは、マイクロコントローラ１０８とＲＡＭ／
ＲＴＣ１１２との間の任意の通信に続かなければならな
い、初期化手順をチェックする。初期化手順チェック・
ルーチンＩＮＩＴ＿ＣＨＫは、ステップ７００で開始さ
れる。制御は、次に、ステップ７０２に進み、そこで、
ＢＤＡＴ信号がテストされる。制御は、そして、ステッ
プ７０４に進み、ＢＤＡＴ信号がその通常の状態である
高レベルならば、制御は、ステップ７０２に戻る。ＢＤ
ＡＴ信号が低レベルである場合には、制御は、ステップ
７０６に進み、そこで、マイクロコントローラ３００の
プログラマブル・タイマが初期化され、タイマがオーバ
フローすると常に割り込みがトリガされる。図１３との
関係で説明する割り込みサービス・ルーチンＴＩＭＥＯ
ＵＴ＿ＩＤが、割り込みを与える。ＢＤＡＴ信号が最初
に否定状態にされるときには、ＢＤＡＴが否定状態にさ
れてからアサートされるまでの時間は、リセット・パル
スと一貫（consistent）していなければならない。

【００８１】次に、プログラマブル・タイマが初期化さ
れて、リセット・パルスに対する最大許容時間の後に、
割り込みが発生される。図１３を参照すると、ＴＩＭＥ
ＯＵＴ＿ＩＤ割り込みサービス・ルーチンが、これが生
じるときに、ＵＮＫ＿ＳＹＳフラグをセットする。図１
４に戻ると、制御は、ステップ７０８に進み、そこで、
ＢＤＡＴが再びテストされる。制御は、７１０に進み、
そこで、ＵＮＫ＿ＳＹＳがセットされている場合には、
制御は、ステップ７１２に進み、Ｂ＿ＩＤルーチンに戻
る。そうでない場合には、制御は、ステップ７１４に進
み、マイクロコントローラ３００が、ＢＤＡＴ信号が高
レベルであるかどうかを判断する。そうでなければ、制
御は、ステップ７０８に戻る。ＢＤＡＴ信号が高レベル
でありリセット・パルスの潜在的な検出を指示している
場合には、制御は、ステップ７１６に進み、プログラマ
ブル・タイマが読み出され、タイマ割り込みが動作不能
にされる。制御は、次に、ステップ７１８に進み、そこ
で、タイマが評価され、電源マイクロコントローラ１０
８がリセット・パルスを送信したかどうかを調べる。そ
うであれば、制御は、ステップ７２２に進む。リセット
・パルスが検出されていない場合には、制御は、ステッ
プ７２０に進み、ＵＮＫ＿ＳＹＳフラグがセットされて
未知のシステムであることを示し、制御は７１２に進
み、Ｂ＿ＩＤルーチンに戻る。

【００８２】制御が７２２に進む場合には、リセット・
パルスが検出される。ステップ７２２（図１５）では、
ＢＤＡＴ信号が再びテストされる。制御は、ステップ７
２４に進み、ＢＤＡＴ信号が高レベルである場合には、
制御は、次に、ステップ７２２に戻り、再び、ＢＤＡＴ
信号をテストする。ＢＤＡＴ信号が高レベルである場合
には、制御は、ステップ７２６に進み、バッテリ・マイ
クロコントローラ３００は、タイマを初期化して、タイ
マがオーバフローするときには、割り込みを発生する。
タイマは、存在パルスに対する最大許容時間が経過した
ときにオーバフローする。ＴＩＭＥＯＵＴ＿ＩＤルーチ
ンは、タイマが発生する割り込みを与える。制御は、次
に、ステップ７２８に進み、バッテリ・マイクロコント
ローラ３００はＢＤＡＴ信号をテストする。制御は、次
に、ステップ７３０に進み、バッテリ・マイクロコント
ローラ３００は、ＵＮＫ＿ＳＹＳをテストすることによ
って、道のシステムが検出されたかどうかを判断する。
そうであれば、制御は、ステップ７３２に進み、Ｂ＿Ｉ
Ｄルーチンに戻る。

【００８３】未知のシステムが検出されていない場合に
は、制御は、ステップ７３０からステップ７３４に進ん
で、ＢＤＡＴ信号が高レベルであるかどうかを判断し、
そうでない場合には、制御は、ステップ７２８に戻り、
そこで、ＢＤＡＴ信号が再びテストされる。ステップ７
３４でＢＤＡＴ信号が高レベルである場合には、制御
は、ステップ７３６に進み、そこで、マイクロコントロ
ーラ３００は、タイマの値を読み出す。制御は、次に、
ステップ７３８に進み、存在パルスが検出される場合に
は、制御は、ステップ７３２に戻り、Ｂ＿ＩＤに戻る。
存在パルスが検出されない場合には、制御は、ステップ
７４０に進み、そこで、ＵＮＫ＿ＳＹＳフラグがセット
され、制御は、ステップ７３２に進む。図１３は、タイ
マ・オーバフロー割り込みを与える割り込みサービス・
ルーチンとして機能することによって、ＵＮＫ＿ＳＹＳ
を設定するのに用いられるＴＩＭＥＯＵＴ＿ＩＤルーチ
ンを示している。図１３において、ステップ８００が呼
び出され、タイマによって発生された割り込みが与えら
れる。制御は、次に、ステップ８０２に進み、ＵＮＫ＿
ＳＹＳフラグがセットされる。制御は、次に、ステップ
８０４に進み、そこで、割り込みサービス・ルーチンが
終了する。

【００８４】図１６には、１バイトのデータであるＲＢ
ＹＴＥをＢＤＡＴ信号から読み出すＲＥＡＤ＿ＢＹＴル
ーチンが示されている。このルーチンは、ステップ８５
０で開始して、そこで、ＲＥＡＤ＿ＢＹＴルーチンがＢ
＿ＩＤルーチンによって呼び出される。制御は、次に、
ステップ８５２に進み、プログラマブル・タイマが初期
化され、低レベルであるＢＤＡＴ信号がある時間内に検
出されない場合には、割り込みが発生される。ＴＩＭＥ
ＯＵＴ＿ＩＤ割り込みサービス・ルーチンが、タイマ・
オーバフロー割り込みを与える。ＢＤＡＴ信号を否定状
態にすることは、電源マイクロコントローラ１０８が１
ビットのデータを読み出すまたは書き込むことの準備が
できていることを示す。第１の時間は、４０秒に設定さ
れるが、その理由は、電源マイクロコントローラ１０８
は２７秒以内に応答しなければならないからである。制
御は、次に、ステップ８５４に進み、ＢＤＡＴ信号をテ
ストする。制御は、次に、ステップ８５６に進み、ＢＤ
ＡＴ信号が高レベルであるかどうかを評価し、そうであ
れば、制御は、ステップ８５８に進んで、マイクロコン
トローラ３００は、割り込みサービス・ルーチンである
ＴＩＭＥＯＵＴ＿ＩＤルーチンが呼び出されていること
に起因してＵＮＫ＿ＳＹＳがセットされているかどうか
を判断する。バッテリ・パックＢが未知のシステムの中
にある場合には、制御は、ステップ８６０に進み、Ｂ＿
ＩＤルーチンに戻る。バッテリ・パックＢがホスト・コ
ンピュータ・システムＣの中にある場合には、制御は、
ステップ８５２に戻る。ステップ８５６においてＢＤＡ
Ｔ信号が低レベルである場合には、制御は、ステップ８
６２に進み、遅延が発生されるが、その長さは、マイク
ロコントローラ１０８による書き込み又は読み出し動作
が検出されるかどうかに依存する。

【００８５】図８のＢ及びＣに関して既に述べたよう
に、マイクロコントローラ１０８による１又は０の読み
出しの検出のために、マイクロコントローラ３００は、
ＢＤＡＴ信号が最初に否定状態にされてから１５μｓ以
内に、ＢＤＡＴ信号をサンプリングしなければならな
い。「１」又は「０」の書き込みの検出のために、ＢＤ
ＡＴ信号は、ＢＤＡＴ信号が最初に否定状態にされてか
ら１５μｓから６０μｓの後に、サンプリングされなけ
ればならない。従って、ステップ８６２では、ＢＤＡＴ
信号は、適切な時刻にサンプリングされて、ＲＢＹＴＥ
を形成する。制御は、次に、ステップ８６４に進み、そ
こで、マイクロコントローラ３００は、８ビットが読み
出されたかどうかを評価する。そうであれば、制御は、
ステップ８６６に進み、Ｂ＿ＩＤに戻り、ＲＢＹＴＥを
評価する。８ビットが読み出されていない場合には、制
御は、ステップ８５２に進み、更なるビットを読み出
す。

【００８６】図１７には、バッテリ１００の状態を調
べ、充電トランジスタ２００、微小放電トランジスタ２
７４、及び主放電トランジスタ２８０をそれぞれオン・
オフさせる、ＰＯＬＬルーチンが示されている。ＰＯＬ
Ｌルーチンは、ステップ９００で開始する。制御は、ス
テップ９０２に進み、そこで、バッテリ・マイクロコン
トローラ３００のＡ／Ｄ変換器が、ＶＲＥＦ、ＣＧＡＴ
Ｅ、ＤＧＡＴＥ、ＴＨＥＲＭ、及びＴＳＥＮＳＥ信号を
読み出して、そのデジタル値を、それぞれ、ＶＲＥＦ＿
ＳＡＭ、ＣＧＡＴＥ＿ＦＬＧ、ＤＧＡＴＥ＿ＦＬＧ、Ｔ
ＨＥＲＭ＿ＦＬＧ、及びＴＳＥＮＳＥ＿ＳＡＭレジスタ
に記憶する。この好適実施例では、バッテリ１００の状
態は、回路４００を、毎秒当たり約１μｓの間モニタす
ることによって、測定される。制御は、ステップ９０４
に進み、そこで、マイクロコントローラ３００は、ＴＨ
ＥＲＭ＿ＦＬＧがリセットされているかどうかを判断す
る。そうであれば、バッテリ１００のバッテリ・セルに
過剰電圧条件が存在するか、又は、バッテリ１００に過
剰充電電流条件が存在するかのどちらかである。モニタ
回路４００は、図５との関係で既に述べたように、ＣＧ
ＡＴＥ信号をアサート又は否定状態にする。ＴＨＥＲＭ
＿ＦＬＧがセットされている場合には、制御は、ステッ
プ９１０に進み、そこで、ＵＮＬＡＴＣＨ信号が高レベ
ルにパルス化される。これにより、充電コントローラ４
２６がＬＡＴＣＨＯＵＴ信号をバッテリ１００における
瞬間的な過剰電圧状態の間に否定状態にされている場合
には、トランジスタ２３６は、過剰電圧状態が現在存在
しないならば、再びオンされることが保証される。

【００８７】制御は、次に、ステップ９１２に進み、そ
こで、バッテリ・マイクロコントローラ３００は、ＤＧ
ＡＴＥ＿ＦＬＧフラグが低レベルであるかどうかをチェ
ックする。そうであれば、バッテリ１００が過剰に低電
圧まで放電しているか、又は、バッテリ１００に過剰放
電電流が存在するか、のどちらかである。ＤＧＡＴＥ＿
ＦＬＧが低レベルである場合には、制御は、ステップ９
１４に進み、そこで、マイクロコントローラ３００が、
ＶＲＥＦ＿ＳＡＭフラグがＶ_DEEPよりも小さいかどうか
を判断する。ここで、Ｖ_DEEPは、バッテリ１００のバッ
テリ・セルが過剰に低電圧まで放電しているときのＶＲ
ＥＦの値である。ＶＲＥＦ＿ＳＡＭがＶＤＥＥＰよりも
大きい場合には、バッテリ１００のセルは、どれも過剰
に低電圧まで放電しておらず、制御は、ステップ９２０
に進む。過剰に低電圧まで放電したバッテリ・セルが存
在する場合には、制御は、代わりに、ステップ９１６に
進み、そこで、ＣＧＡＴＥ＿ＦＬＧがリセットされ、Ｔ
ＵＲＮＯＦＦ＿ＦＬＧがセットされ、よって、バッテリ
・パックＢのＶＢＡＴ−及びＶＢＡＴ＋端子を恒久的に
ブロックする。制御は、次に、ステップ９２０に進む。
ステップ９２０では、バッテリ・マイクロコントローラ
３００は、ＶＲＥＦ＿ＳＡＭは放電電圧スレショルドＶ
_MINよりも小さく、放電したバッテリを示しているかど
うかを判断する。そうである場合には、制御は、ステッ
プ９２２に進み、ＤＧＡＴＥ＿ＦＬＧフラグがリセット
され、ＶＭＩＮ＿ＦＬＧフラグがセットされる。制御
は、次に、ステップ９２４に進む。ＶＲＥＦ＿ＦＬＧフ
ラグがＶ_MINよりも大きな場合には、制御は、ステップ
９２０からステップ９２１に進み、そこで、ＶＭＩＮ＿
ＦＬＧフラグがリセットされる。制御は、次に、ステッ
プ９２４に進む。

【００８８】ステップ９２４では、マイクロコントロー
ラ３００は、ＴＳＥＮＳＥ＿ＳＡＭが最大の温度スレシ
ョルドＴ_MAXよりも大きく、従ってバッテリ１００にお
ける過剰温度状態を指示しているかどうかが判断され
る。そうであれば、制御は、ステップ９２６に進み、Ｃ
ＧＡＴＥ＿ＦＬＧフラグがリセットされ、Ｔ７０信号が
アサートされ、よって、電源マイクロコントローラ１０
８に過剰温度状態を指示し、ＣＨＡＲＧＥ信号が否定状
態にされる。ＴＳＥＮＳＥ＿ＦＬＧがＴ_MAXよりも小さ
い場合には、制御は、ステップ９２４からステップ９２
８まで進み、マイクロコントローラ３００は、ＣＧＡＴ
Ｅ＿ＦＬＧがリセットされているかどうかを評価する。
そうであれば、制御は、ステップ９３０に進み、そこ
で、マイクロコントローラ３００は、ＣＨＡＲＧＥ信号
が低レベルであるかどうかを判断する。そうでなけれ
ば、制御は、ステップ９３２に進み、そこで、ＣＨＡＲ
ＧＥ信号が否定状態にされ、ＴＥＭＰルーチンが呼び出
され、このルーチンが、Ｔ５０信号をパルス化し、電源
マイクロコントローラ１０８に、充電が終了したことを
通信する。電源マイクロコントローラ１０８は、次に、
ＲＡＭ／ＲＴＣ１１２を更新し、適切な態様で充電を終
了する。制御は、次に、ステップ９３２からステップ９
３８に進む。

【００８９】ＣＨＡＲＧＥ信号がステップ９３０におい
て低レベルである場合には、制御は、ステップ９３８に
移動する。ステップ９２８では、ＣＧＡＴＥ＿ＦＬＧが
セットされている場合には、制御は、ステップ９３４に
進み、そこで、ＣＨＡＲＧＥ信号が評価される。ＣＨＡ
ＲＧＥ信号が高レベルである場合には、制御は、ステッ
プ９３８に進む。ＣＨＡＲＧＥ信号が低レベルである場
合には、制御は、ステップ９３４からステップ９３６に
進み、そこで、バッテリ・マイクロコントローラ３００
がＣＨＡＲＧＥ信号をアサートし、パルス幅変調された
Ｔ５０信号（図１８及び図１９との関係で後に論じる）
を提供するのに用いられるタイマ割り込みを不能化（デ
ィセーブル）し、Ｔ５０信号を否定状態にする。これに
より、バッテリ１００が再び充電されることが保証され
る。制御は、次に、ステップ９３６からステップ９３８
に進む。

【００９０】ステップ９３８では、ＤＧＡＴＥ＿ＦＬＧ
がセットされている場合には、制御は、ステップ９４０
に進み、ＤＩＳＣＨ信号がアサートされ、次に、制御
は、ステップ９４４に進む。ＤＧＡＴＥ＿ＦＬＧがリセ
ットされている場合には、制御は、ステップ９３８から
ステップ９４２に進み、そこで、ＤＩＳＣＨ信号が否定
状態にされ、制御は、ステップ９４４に進む。ステップ
９４４では、制御は、ＭＡＩＮルーチンに戻る。

【００９１】図１８及び図１９は、ＴＥＭＰルーチンと
ＰＷＭルーチンとがそれぞれ示されている。これらのル
ーチンは、Ｔ５０信号をパルス化し温度の上昇を指示す
るのに用いられ、これにより、電源マイクロコントロー
ラ１０８が充電を適切な態様で終了し、それにより、Ｒ
ＡＭ／ＲＴＣ１１２への充電情報を更新することが可能
になる。図１８を参照すると、ＴＥＭＰルーチンはステ
ップ９５０で開始する。制御は、次に、ステップ９５２
に進み、そこで、プログラマブルなタイマがパルス幅変
調されたＴ５０信号のオン時刻を用いて初期化され、タ
イマ・オーバフロー割り込みが動作可能（イネーブル）
にされる。制御は、次に、ステップ９５２からステップ
９５４に進み、そこで、Ｔ５０信号がアサートされる。
制御は、次に、ステップ９５６に進み、そこで、制御
は、ＰＯＬＬルーチンに戻る。

【００９２】図１９は、ＰＷＭルーチンは、タイマ・オ
ーバフローによって発生される割り込みを与えるのに用
いられる割り込みサービス・ルーチンを示している。最
初に、プログラマブル・タイマがＴＥＭＰルーチンによ
って初期化され、ＰＷＭルーチンは、その後で、ＰＷＭ
ルーチンにおいて与えられたものとしてのタイマ指示の
結果として、タイマ・オーバフローによって呼び出され
る。ＰＷＭルーチンは、ステップ９６０で開始する。制
御は、ステップ９６２に進み、そこで、Ｔ５０信号がテ
ストされる。制御は、次に、ステップ９６４に進み、そ
こではＴ５０は高レベルであり、制御は、ステップ９６
６に進み、そこで、プログラマブルなタイマがオフ時刻
によって初期化され、タイマは、オーバフロー割り込み
がイネーブルされ、Ｔ５０信号が否定状態にされる。制
御は、次に、ステップ９６６からステップ９６８に進
み、そこで、ＰＷＭルーチンは、終了する。ステップ９
６４では、Ｔ５０信号が低レベルである場合には、制御
は、ステップ９７０に進み、そこで、プログラマブル・
タイマはオン時刻によって初期化され、オーバフロー割
り込みがイネーブルされ、Ｔ５０信号がアサートされ
る。制御は、次に、ステップ９７０からステップ９６８
に進み、そこで、制御は、割り込みから戻る。

【００９３】本発明に関する以上の開示及び説明は、例
示的なものである。サイズ、形状、材料、成分、回路素
子、ワイヤ接続、及び接点、更には、図解した回路と構
成、動作方法については、様々な変更が、本発明の発明
思想から離れずに、可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるバッテリ・パックが既知のホスト
・コンピュータ・システムの中に挿入されている様子を
図解するブロック図である。

【図２】本発明によってリチウム・イオン及びニッケル
・ベースのバッテリ・パックと共に用いられている図１
の既知のホスト・コンピュータ・システムを図解するブ
ロック図である。

【図３】図１の充電管理回路の回路図である。

【図４】図１の電力制御回路の回路図である。

【図５】図１の電源マイクロコントローラ回路の回路図
である。

【図６】図１のモニタ回路の回路図である。

【図７】本発明によるモニタ回路の動作を図解する状態
表を示す図である。

【図８】Ａは、本発明による、バッテリ・パック・メモ
リと電源マイクロコントローラとの間で用いられる初期
化プロトコルを図解するタイミング図である。Ｂは、本
発明による、１のバッテリ・データ信号の書き込み又は
読み出しのためのプロトコルを図解するタイミング図で
ある。Ｃは、本発明による、０のバッテリ・データ信号
の書き込み又は読み出しのためのプロトコルを図解する
タイミング図である。

【図９】バッテリ・パックの既知のホスト・コンピュー
タ・システムへの挿入をチェックする主ルーチンのフロ
ーチャートである。

【図１０】既知のホスト・コンピュータ・システムとバ
ッテリ・パック・メモリとの間のバッテリ・データ通信
の特性シグニチャをチェックするシステム・チェック・
ルーチンのフローチャートである。

【図１１】既知のホスト・コンピュータ・システムから
のバッテリ・パックの取り外しをチェックするバッテリ
・データ・タイムアウト・ルーチンのフローチャートで
ある。

【図１２】バッテリ・パック・メモリと既知のホスト・
コンピュータ・システムとの間の通信に関する特性シグ
ニチャを確認するバッテリ識別ルーチンのフローチャー
トである。

【図１３】バッテリ・データの通信の初期化手順を確認
するのに用いられるタイムアウト確認ルーチンのフロー
チャートである。

【図１４】バッテリ・データ信号の初期化プロトコルを
チェックする初期化プロトコル・チェック・ルーチンの
フローチャートである。

【図１５】バッテリ・データ信号の初期化プロトコルを
チェックする初期化プロトコル・チェック・ルーチンの
フローチャートである。

【図１６】バッテリ・データ信号から１バイトを読み出
す読み出しバイト・ルーチンのフローチャートである。

【図１７】モニタ回路を用いてバッテリ・パックへの充
電又はバッテリ・パックからの放電を制御するＰＯＬＬ
ルーチンのフローチャートである。

【図１８】バッテリ・パック・サーミスタ信号を操作し
て、既知のシステムへの充電オフを指示する温度ルーチ
ンのフローチャートである。

【図１９】バッテリ・パック・サーミスタ信号のパルス
幅変調を制御するパルス幅変調ルーチンのフローチャー
トである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 591030868 20555 Ｓｔａｔｅ Ｈｉｇｈｗａｙ 249，Ｈｏｕｓｔｏｎ，Ｔｅｘａｓ 77070，Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏ ｆ Ａｍｅｒｉｃａ (72)発明者 ナサン・エイ・ミッチェル アメリカ合衆国テキサス州77381，ザ・ウ ッドランズ・リッジライン 10 (72)発明者 ジョセフ・エフ・フリーマン アメリカ合衆国テキサス州77429，サイプ レス，ウィンクレスト・コート 12919

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンピュータ・システムにおいて相互交
   換可能な複数のバッテリ・パックを用いテ電力を供給す
   る方法において、 ニッケル・ベースのバッテリを有するバッテリ・パック
   を、前記コンピュータ・システムに挿入するステップ
   と、 ニッケル・ベースのバッテリを有する前記バッテリ・パ
   ックから得られる電力により、前記コンピュータ・シス
   テムを動作させるステップと、 ニッケル・ベースのバッテリを有する前記バッテリ・パ
   ックを、前記コンピュータ・システムから取り外すステ
   ップと、 リチウム・イオン・ベースのバッテリを有するバッテリ
   ・パックを、前記コンピュータ・システムに挿入するス
   テップと、 リチウム・イオン・ベースのバッテリを有する前記バッ
   テリ・パックから得られる電力により、前記コンピュー
   タ・システムを動作させるステップと、 リチウム・イオン・ベースのバッテリを有する前記バッ
   テリ・パックを、前記コンピュータ・システムから取り
   外すステップとを含むことを特徴とする方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の方法において、前記コン
   ピュータ・システムは既知のシステム又は未知のシステ
   ムのどちらかであり、該方法は更に、 リチウム・イオン・ベースのバッテリを有するバッテリ
   ・パックを挿入する前記ステップの後に、前記コンピュ
   ータ・システムが既知のシステムであるか未知のシステ
   ムであるかを検出するステップと、 前記検出するステップにおいて既知のシステムを検出し
   た場合には、前記コンピュータ・システムを、リチウム
   ・イオン・ベースのバッテリを有する前記バッテリ・パ
   ックから得られる電力によって動作させるステップと、 前記検出するステップにおいて未知のシステムを検出し
   た場合には、リチウム・イオン・ベースのバッテリを有
   する前記バッテリ・パックから電力を得ることを阻止す
   るステップとを含むことを特徴とする方法。
3. 【請求項３】 バッテリによって電力が与えられるコン
   ピュータ・システムにおいて、 電力を提供するバッテリ・パックを受け入れる端子を有
   する携帯型コンピュータと、 ニッケル・ベースのバッテリ・パック又はリチウム・イ
   オン・ベースのバッテリ・パックのどちらか一方であ
   る、相互交換可能なバッテリ・パックとを含むことを特
   徴とするコンピュータ・システム。
4. 【請求項４】 請求項３記載のコンピュータ・システム
   において、前記携帯型コンピュータは、前記コンピュー
   タ・システムが既知のシステムであることを前記端子を
   介して前記バッテリ・パックに指示する手段を含むこと
   を特徴とするコンピュータ・システム。