专利名称：个人计算机卡电源管理系统的制作方法
背景技术：
发明领域本发明涉及个人计算机(PC)卡，尤其涉及PC卡的电源管理。
现有技术PC卡是把外围设备加到个人计算机的通常方式。诸如存储器或通信装置的单元能被利用个人计算机放置在具有标准接口的PC卡上。用于PC卡的公用接口标准是个人计算机存储器卡接口协会(PCMCIA)标准。PC卡通常由附有该卡的个人计算机供电。当该PC卡与连接到墙上电源插座的台式机一起使用时，这将不会有问题。但是当该PC卡与便携式计算机，尤其是手持个人计算机一起使用时，将会出现问题。例如，有些手持个人计算机由两个AA电池供电，因此几乎没有多余的电流为该PC卡上的单元供电。这将在实际上限制与便携计算机一起使用的PC卡的类型。
期望有一种改进的方法和装置用于管理对于该PC卡的供电。
本发明概况概括地讲，本发明涉及在一个PC卡上提供一种可拆卸的电池组。因此，不要求手持个人计算机对于在PC卡上的耗电单元供电，并且这些单元，例如无线电收发信机，能够被加到与手持个人计算机一起使用的PC卡。
在本发明的一个实施例中，具有电池组的一个PC卡能够被有选择地由个人计算机或由该电池组供电。这将提供电源管理中的灵活性。如果手持个人计算机有充足电源，例如当个人计算机连接到一个外部DC电源时，该手持个人计算机能对该PC卡供电。甚至可以把该电池组从该PC卡去除。否则，能够由该电池组为了该PC卡供电。在一个实施例中，当个人计算机连接到一个DC墙壁适配器时，可从该个人计算机对该可拆卸电池组再充电。
在本发明另一个实施例中，该PC卡有一个总是由个人计算机供电的功率控制器。因此，即使电池组被丢失或缺电，这PC卡也能够接通。在一个最佳实施例中，该电源控制器是由运行该个人计算机的软件控制的一种个人计算机接口电路。
该PC卡最好是从能给该PC卡提供电源的一个DC适配器或电池组直接地供电，以便使得该PC卡能够由该DC电源供电。这将使得当附近有墙壁插座时节省其电池组的电能。
附图的简要描述从下面结合附图的描述将可以进一步理解本发明。附图中
图1是说明该手持个人计算机、PC卡和电池组连接的示意图。
图2是说明该手持个人计算机、PC卡和电池组连接的方框图。
图3是可拆卸电池组的一个方框图。
图4是用于该PC卡的功率控制的流程图。
最佳实施例的详细说明图1是表示可拆卸的手持个人计算机20、PC卡22和电池组24的连接示意图。手持个人计算机可以是使用两个AA电池的类型的手持个人计算机。手持个人计算机20还可以具有一个操作系统，实现PC卡软件在该手持个人计算机上运行。例如，若干种当前产生的手持个人计算机运行Windows CE操作系统，包括Casio、HP以及Sharp手持个人计算机。
该PC卡22可能需要比该便携计算机所能提供的量更大的功率。例如，PC卡可以是一台具有内置无线电收发信机的蜂窝调制解调器。当该无线电收发信机被全功率操作时，蜂窝调制解调器需要5伏特电源的600毫安电流。在一个最佳实施例中，该无线电收发信机传输蜂窝数字分组数据(CDPD)。这使得手持个人计算机能发送电子邮件、连接到互联网络并且完成大范围的情报检索服务。该PC卡可以是PCMCIA标准下的Ⅱ型卡。
可拆卸的电池组24能够附到该PC卡22，以便提供该蜂窝调制解调器的30到60分钟的连续传输。当手持个人计算机20具有足够电源来为该PC卡通电时，该PC的操作将不需要该电池组。此情形会发生在当该手持个人计算机连接到一个墙壁插座适配器或当该便携计算机具有非常大的电池时。
图2是该PC卡22的电源管理的方框图。电源管理控制器26被用于控制对在PC卡上的单元的通电。在一个最佳实施例中，电源管理控制器26是与该手持个人计算机20交互信号的一个PCMCIA接口。该手持个人计算机20运行一个确定一使用该PC卡的单元的电源，例如一个无线电收发信机28如何被供电的软件。
在一个最佳实施例中，电源管理控制器26通过控制线30被连接到可拆卸电池组24。在一个实施例中，使用四个控制线确定外部DC适配器38的存在的一个控制线；切换该可拆卸电池组输出的通或断的控制线；确定电池电压的控制线；以及控制该电池充电的控制线。
再看图2，电源开关32最好是一个低功耗晶体管开关。该开关32能够把直流电源从线34上的手持个人计算机切换到线36，使其可供该无线电收发信机和可拆卸电池组所用。在一个最佳实施例中，当手持个人计算机被连接到DC墙壁适配器时，该电源开关32将被接通。
电源管理控制器26还发送信号到无线电收发信机28，使得该无线电收发信机能够在对于蜂窝调制解调器无线电收发信机来说属于是常见的空载时间期间处于休眠态。如下面讨论的那样，该可拆卸电池组24能够当该无线电收发信机不操作时被重新充电。
一个外部DC墙壁适配器38能够连接到该可拆卸电池组24，以便为该无线电收发信机28供电。如下面描述的那样，此DC功率的外部信源还可以被用于重新充电该电池组24。
在一个最佳实施例中，电源管理控制器26被直接连接到电源线34。即使当系统中没有足以为该无线电收发信机28足量供电的电源时，这也使得功率管理控制器26由手持个人计算机20供电。因此，如果该可拆卸电池组24不连接到该PC卡或如果电源很低，该PC卡22仍然可以接通并且检查该PC卡的状态。用于电源管理控制器26的所耗电流是相对小的，大约2到20毫安。
手持个人计算机20最好通过接插件连接到PC卡22。在一个最佳实施例中，用于PC卡22的接插件是PCMCIA标准规定的用于类型ⅡPC卡的接插件。
图3是可拆卸电池组的一个方框图。电池组24的详细描述可参见发明人是Bruce Miller的专利申请“Smart Personal Computer PersonalComputer Card Battery Pack”。在一个最佳实施例中，电池组24具有一充电电源选择电路42。充电电源选择电路42选择用于给该电池组24重新充电的电源。利用线路46上的PC卡22，电源可以来自线路44的外部直流电压或来自该个人计算机。当连接时，充电选择电路42最好选择线路44上的该外部直流电压。充电选择电路42还可以检测该DC墙壁适配器的存在。如果连接了DC墙壁适配器，电荷被送到该PC卡上的用电单元以及充电电路48。
充电电路48连接到该充电选择电路42。充电电路48把电荷提供到电池单元，其充电最好遵循一个充电曲线随着电池的充满而减少该电流的供给。
电池单元50最好是一个锂离子电池单元。该锂电池单元提供4.2伏特的最大值、3.7伏特标称未校准的电压。此电压被送到该DC-DC转换器52。该DC-DC变换器52产生一个调整的5伏特输出，能够沿线路46提供到PC卡22的线路36，并且最终提供到该PC卡22的用电单元，例如无线电收发信机28。
再看图3，该电池组最好具有连接到该PC卡的控制线30。控制线30a控制该锂电池单元的充电。控制线30b提供一个原电池电压传感线，指示该锂电池单元50的电压。控制线30c是该电池开启控制线。当控制线30c开启时，电池功率沿线路46提供。当控制线30c断开时，电池组24不沿线路46供电。
在一个最佳实施例中，电池组24能够以若干方式重新充电。
1)当该电池组连接到PC卡插槽、但没有使用时，电池能够从该手持个人计算机汲取小量电能(通常在5伏特下为200mA)。这将在5-6小时内再充电该锂电池单元。但是，本方法只在该手持个人计算机是从外部墙壁适配器供电的条件下才可行。否则，该手持个人计算机的电池将因试图重新充电该锂电池单元而被耗尽。
2)该电池组能够从该PC卡上移走而插入其自带的墙壁适配器。因为重新充电该电池的电路是在该电池组之内存在的，所以该电池单元将在大约2小时内快速充电。用户可以携带该手持个人计算机的两个电池组当一个电池组被充电时而使用另外一个电池组。如果电池组插入到该PC卡，也可实现快速充电，但是该PC卡不被连接到该手持个人计算机。
3)当电池组是插入该PC卡而该PC卡被置于该手持个人计算机插槽中时，该外部墙壁适配器能够被插入该电池组。在此操作方式中，墙壁适配器起到一个替代电池的作用，并且能够无限地为该卡供电。当该外部墙壁适配器继续为该PC卡供电时，根据该DC适配器和该调制解调器卡的电流操作状态的额定功率，以200mA或600mA充电该电池。
图4是说明本发明的电源管理系统的一个流程图。在该最佳实施例中，该电源管理系统以该手持个人计算机20的软件运行。来自电源管理控制器PCMCIA接口26的控制线被送到个人计算机，并且由在该个人计算机中的软件编译，以便控制该电源系统。
本发明的一个最佳实施例的操作如下。步骤50检验是否存在一个墙壁插座适配器。如果有连接到该PC卡22的墙壁插座适配器，则在步骤52中从该适配器提供用于该电源卡的供电。如果不存在DC适配器，则在步骤54中检验在该PC卡22中是否存在一个电池组。该电池组的是否存在被指示给电源管理控制器26，并且因此由控制线30之一指示给在该手持个人计算机20中运行的软件。
如果不存在电池组，则在步骤56检验该手持个人计算机是否能够对该PC卡供电。如果该手持个人计算机具有足够大的电池或如果该手持个人计算机本身被连接到墙壁插座适配器的话，则能够实现对该PC卡的供电。如果该手持个人计算机能够供电给该无线电发送，则在步骤58中从该手持个人计算机提取用于该用无线电发送的电能。如果该手持个人计算机不能够供电，则如步骤60的状态，不能操作该无线电发送。
再看步骤54，如果PC卡22中存在该电池组，则步骤66检验是否该电池组具有一个足够的功率电平。使用图3所示的电池电压控制线路30b实现这种检验。
再看图4，如果电池确实有足够的功率，则在步骤68从该电池组提取用于该无线电发送的供电。如果否，则在步骤56检验是否该手持计算机能够供电。
本领域普通技术人员将会理解，在不背离本发明精神或实质特征的条件下，能以其它具体的形式实现本发明。例如，虽然最佳实施例描述在该PC卡22上的用电单元是一无线电收发信机，但是该用电单元可以是任何其它类型的用电装置。另外，如图2所示，在该最佳实施例中的电源管理控制器26包括对于手持个人计算机的一个接口。但是该电源管理控制器26可以是一个运行于该PC卡22上的专用处理器。另外，虽然在该最佳实施例中使用的是一个可拆卸的，但是对于本发明的某些实施例来说，电池组能被与该PC卡集成使用。
因此在各方面来说，提出的公开实施例被认为是说明性的而不是限制性的。本发明的范围由所附的权利要求书表明，而不是由上文的描述指定，在等价物的媒体(medium)范围之内的全部改变都应由该所附的权利要求书所包含。
权利要求
1．一个个人计算机卡，包括一个电池组；和使得该个人计算机卡连接到一个个人计算机的个人计算机卡插槽，该插槽包括一个个人计算机卡插槽电源线；和可操作地(operably)连接到该电池组和个人计算机卡插槽的一个用电单元；其中该用电单元能够从该电池组或从该个人计算机卡插槽电源线供电。
2．如权利要求1所述的个人计算机卡，还包括，一个电源控制器，用于从该个人计算机卡插槽电源线或从该电池组选择被送到在该个人计算机卡上的用电单元的电源。
3．如权利要求2所述的个人计算机卡，其中该电源控制器是一个利用该个人计算机的接口，其中该接口由运行于该个人计算机中的软件控制。
4．如权利要求2所述的个人计算机卡，其中该电源控制器用该个人计算机卡插槽线路供电。
5．如权利要求1所述的电源管理系统，其中该个人计算机卡是能够连接到一个外部DC墙壁适配器，以便供电该用电单元。
6．如权利要求5所述的电源管理系统，其中该外部DC墙壁适配器连接到该电池组。
7．如权利要求1所述的电源管理系统，进一步包括一个外部DC墙壁适配器，连接到一个以个人计算机卡插槽连接到该个人计算机卡的一台个人计算机。
8．如权利要求1所述的电源管理系统，其中该电池组可从该个人计算机卡拆卸。
9．如权利要求1所述的电源管理系统，其中该电源控制器由该个人计算机卡电源插槽线路供电。
10．如权利要求1所述的电源管理系统，其中个人计算机卡是一个个人计算机卡调制解调器，而该用电单元是一个无线电收发信机。
11．如权利要求1所述的电源管理系统，其中该电池组能够从该个人计算机卡插槽线路充电。
12．如权利要求1所述的电源管理系统，其中个人计算机卡插槽是一个PCMCIA连接。
13．如权利要求1所述的系统，进一步包括连接在个人计算机卡插槽的一台个人计算机。
14．如权利要求13所述的系统，其中该个人计算机是一台手持个人计算机。
15．一个个人计算机卡，包括在个人计算机卡上的一个电池组；在该个人计算机卡上的个人计算机卡插槽实现该个人计算机卡到一个个人计算机的连接，该插槽包括一个个人计算机卡插槽电源线；和在该个人计算机卡上的一个用电单元，其中该用电单元可以从该电池组供电，并且其中该电池组可从该个人计算机卡插槽电源线充电。
16．如权利要求15所述的个人计算机卡，其中该用电单元能够从该个人计算机卡插槽电源线供电。
17．如权利要求15所述的个人计算机卡，还包括一个电源控制器，用于从该个人计算机卡插槽电源线或从该电池组选择被送到在该个人计算机卡上的用电单元的电源。
18．如权利要求15所述的个人计算机卡，其中该电源控制器是一个利用该个人计算机的接口，其中该接口由运行于该个人计算机中的软件控制。
19．如权利要求15所述的个人计算机卡，其中当在该个人计算机卡上的用电单元不是以全部功率操作时，该电池组经过该个人计算机卡插槽电源线被充电。
20．如权利要求15所述的个人计算机卡，其中该该系统进一步包括一个外部DC墙壁适配器，能够被连接到该系统，以便为该用电单元供电。
21．如权利要求20所述的个人计算机卡，其中该外部DC墙壁适配器连接到该电池组。
22．如权利要求21所述的个人计算机卡，其中该电池组可从该个人计算机卡拆卸。
23．如权利要求15所述的个人计算机卡，其中该个人计算机卡是一个个人计算机卡调制解调器，而该用电单元是一个无线电收发信机。
24．一个个人计算机卡，包括在个人计算机卡上的用电单元；可拆卸的电池组；和在该个人计算机卡上的个人计算机卡插槽实现该个人计算机卡到一个个人计算机的连接，该插槽包括一个个人计算机卡插槽电源线；其中该个人计算机卡具有控制线，以便有选择地控制为该用电单元供电的该可拆卸电池。
25．如权利要求24所述的个人计算机卡，还包括一个从个人计算机卡插槽电源线供电的个人计算机上的一个电源控制器，该电源控制器用于把控制信号发送到该可拆卸的电池，以便有选择地控制为该用电单元供电的该可拆卸电池。
26．如权利要求25所述的个人计算机卡，其中该电源控制器是一个利用该个人计算机的接口，其中该接口由运行于该个人计算机中的软件控制。
27．如权利要求24所述的个人计算机卡，其中该系统能够检测该可拆卸电池的存在或不存在。
28．如权利要求24所述的个人计算机卡，其中该电源控制器被用于从该个人计算机卡插槽电源线或从该可拆卸电池组选择被送到在该个人计算机卡上的用电单元的电源。
29．如权利要求24所述的个人计算机卡，其中该系统进一步包括一个外部DC墙壁适配器，能够被连接到该系统，以便为该用电单元供电。
30．如权利要求29所述的个人计算机卡，其中该外部DC墙壁适配器连接到该电池组。
31．如权利要求24所述的个人计算机卡，其中该电池组能够从该个人计算机卡插槽线路充电。
32．如权利要求24所述的个人计算机卡，其中个人计算机卡是一个个人计算机卡调制解调器，而该用电单元是一个无线电收发信机。
全文摘要
公开一个用于PC卡(22)的电源管理系统。该电源管理系统实现一个可拆卸电池组(24)用在一个PC卡上。该PC卡可以从个人计算机或从可拆卸电池组选择电源。在一个实施例中,电源还可以从能够连接到该PC卡的一个DC墙壁适配器或电池组中选择。在另一个实施例中,在该PC卡上的电源控制器总是由该个人计算机供电,使得即使当可拆卸电池组是低功率或没有连接到该PC卡时,该电源管理系统也能够工作。该电池组能够从该DC墙壁适配器或从个人计算机充电。
文档编号H02J7/00GK1320245SQ99811352
公开日2001年10月31日 申请日期1999年9月24日 优先权日1998年9月24日
发明者B·米勒 申请人:谢拉无线公司