专利名称：电池驱动的电子设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及电池驱动的工业和家用电子设备。
背景技术：
近年来，在微型化和性能增强的同时，人们非常需要一种由电池驱动并具有较长的驱动时间的更小的电子设备。
为了延长驱动时间，人们已经常规地作出各种尝试以增加电池的容量。然而，增加电池的容量受到一定的限制。例如，对于用于由电池驱动的便携式电子设备的在当前流行的锂离子(Li-ion)二次电池，根据Nikkei Electronics(2002.1.28，p.51)每年增加容量最多大约10％。
在另一方面，人们试图减小在由电池驱动的便携式电子设备中的功率消耗(从电池中流出的负载电流)。然而，由于增强了电子设备的处理能力、增大了显示屏的尺寸、要处理的信息量的增加、支持移动图像等，功率消耗增加的速度高于试图减小功率消耗的速度。
因此，即使考虑电池容量的增加和功率消耗的降低的作用，不但仍然没有延长电子设备的驱动时间，而且事实上还可能缩短了驱动时间。
在这种情况下，在常规的电池驱动电子设备中，要求电池仅在需要时输送电池驱动的负载所要求的电流。在电池的输出电压变成小于预定的阈值电压时，电子设备停止操作或请求更换电池或对它进行充电。
在下文中描述常规的电池驱动的电子设备。附图14所示为常规的电池驱动的电子设备90的方块图。电池驱动的电子设备90是移动电话，包括电池4和与电池并联连接的第一负载5和和第二负载6。第一负载5包括根据时分多路复用系统发送无线电波的功率放大器。第二负载6包括用于照亮提供在移动电话中的液晶显示屏(未示)的背光源。虽然除了功率放大器和背光源以外还有其它的要由电池4驱动的负载的实例，但是仍然以在移动电话的负载中要求特别大的电流的功率放大器和背光源为例进行说明。
在具有根据时分多路复用系统发送无线电波的功率放大器的移动电话中，例如在符合个人数字蜂窝(PDC)系统的功率放大器中，公知的是，允许大约500毫安(mA)的电流在20毫秒的周期中以1/3的占空率从3.7V的平均电压的锂离子(Li-ion)二次电池流到功率放大器以发送无线电波。此外，在符合通用分组无线电服务(GPRS)系统的功率放大器中，公知的是，允许大约2安(A)的电流在5毫秒的周期中以约30％的占空率从3.7V的平均电压的锂离子(Li-ion)二次电池流到功率放大器以发送无线电波。因此，虽然这个根据系统不同而不同，但是都要求电池4以大约几十赫兹(Hz)至大约几百赫兹(Hz)的频率以大约30％的占空率给构成功率放大器的第一负载5输送脉冲电流。
在另一方面，在PDC系统的实例的3.7V的平均电压的锂离子(Li-ion)二次电池中，用于驱动第二负载6所要求的电流大约是200毫安(mA)，该第二负载6构成了照亮在移动电话中提供的液晶显示屏的背光源，尽管这随液晶显示屏的尺寸和亮度的设置不同而不同。
附图15所示为输送给在常规的电池驱动的电子设备90中提供的第一负载5和第二负载6的驱动电流的波形附图。水平轴代表时间(毫秒)，垂直轴代表从电池4输送给第一负载5和第二负载6的驱动电流(毫安)。电池4总是将驱动电流D2输送给构成照亮液晶显示屏的背光源的第二负载6。电池4在20毫秒的周期内以1/3的占空率将驱动电流D1输送给第一负载5，该第一负载5构成了根据时分多路复用系统发送无线电波的功率放大器。在附图15中，代表输送给构成功率放大器的第一负载5的驱动电流D1的区域由阴影部分表示，以及代表输送给构成背光源的第二负载6的驱动电流D2的区域由非阴影部分表示。电池4输送驱动电流D1和D2的驱动周期7和电池4仅输送驱动电流D2的驱动周期8交替设置。在驱动周期7中由电池4输送的驱动电流对应于驱动电流D1和D2之和，因此它的峰值变高。
附图16所示为在常规的电池驱动的电子设备90中提供的电池4的端电压的波形图。水平轴代表时间(毫秒)和垂直轴代表电池4的端电压。电池4的端电压是通过将电池4的开路电压减去由电池4输送的驱动电流和电池4的内电阻的乘积得到的值。因此，在电池4的驱动电流更大时，电池4的端电压下降。因此，在驱动电流的峰值变高的驱动周期7中，电池4的端电压可能降低到低于电池驱动的电子设备90的最小工作电压Vth。
附图17所示为在常规的电池驱动的电子设备90中提供的电池4的放电特征的曲线图。水平轴代表时间，垂直轴代表电池4的端电压。在电池4的端电压93变得比最小工作电压Vth更低时认为在移动电话中提供的电池4的余量为零。因此，在此时电池4的可能驱动时间92完成，此后需要更换电池4或对它进行充电。
然而，在常规的结构中，在驱动周期7中驱动构成背光源的第二负载6和构成功率放大器的第一负载5，以使电流峰值变高。因此，在电池4完全使用完之前，电池4的端电压可能降低到低于最小工作电压Vth。结果，在电池4完全用完之前，电池4的余量被认为是零，限制了电池4的可能驱动时间。
具体地说，在执行数据通信的情况下，在正观看液晶显示屏的同时使用移动电话。因此，与执行语音通信的情况相比，通过在移动电话中提供的键盘的操作，背光源可能继续点亮。因此，可能驱动时间(在电池4的端电压降低到低于最小工作电压Vth之前的时间)缩短。
JP2001-94662 A公开了一种解决上述问题的方法。附图18所示为另一常规的电池驱动的电子设备80的方块图。电池驱动的电子设备80包括输入设备87、输出设备84、从后面照亮输入设备87和输出设备84的背光功能部分82、控制输送给背光功能部分82的驱动电流的驱动电流控制部分83、执行无线电通信处理的无线电通信功能部分89、控制提供在电池驱动的电子设备80中的每个部件的信息处理部分85、产生操作电池驱动的电子设备80的电压的电池86和稳定由电池86产生的电压并将稳定的电压作为电源电压87发送给电池驱动的电子设备80的每个部件的电源部分88。
下文描述由此构造的电池驱动的电子设备80的操作。附图19所示为说明电池驱动的电子设备80的操作的波形图。在数据通信负载控制信号C1在T1时从LOW(低)上升到HIGH(高)以便接通无线电通信功能部分89的功能时，驱动无线电通信功能部分89的驱动电流L1开始增加以在时间T2时超过预定的阈值。
在信息处理部分85允许背光源负载控制信号C2从HIGH下落到LOW以便切断背光功能部分82时，驱动电流控制部分83开始降低驱动背光功能部分82的驱动电流L2。此后，驱动电流L2变为零。
然后，在数据通信负载控制信号C1在时间T3从HIGH下降到LOW以切断无线电通信功能部分89的功能时，驱动无线电通信功能部分89的驱动电流L1在时间T4开始降低到零。
在信息处理部分85允许背光源负载控制信号C2从LOW上升到HIGH以便在时间T4时在驱动电流L1变为零时接通背光功能部分82，驱动电流控制部分83开始增加驱动背光功能部分82的驱动电流L2。
然而，在附图18和19所示的已有技术中的结构中，在时间T2时在驱动无线电通信功能部分89的驱动电流L1超过预定的阈值时，确定无线电通信功能部分89在工作，并且限制驱动背光功能部分82的驱动电流L2。因此，限制驱动电流L2的时序仅被延迟(T2-T1)，如附图19所示，通过将驱动电流L1加入到驱动电流L2中获得的总负载电流L3是脉动的。
因此，考虑到上述的问题，本发明的一个目的是提供一种能够以简单的结构延长电池的驱动时间的电池驱动的电子设备。
发明内容
根据本发明的电池驱动的电子设备包括电池；通过电池驱动并进行时间分割(time division)的第一负载；通过电池驱动并且能够在对第一负载进行时间分割的周期之间的间隔中操作的第二负载；和控制第一负载和第二负载以使通过电池驱动第一负载的第一驱动周期和通过电池驱动第二负载的第二驱动周期彼此不相重叠的控制部分。
在本说明书中，进行时间分割的第一负载是指间歇地操作的要驱动的负载或者随着时间的流逝而波动(通常，以周期的方式)负载的那些负载，比如用于根据时分多路复用系统进行无线电通信的发射功率放大器和执行中断的操作设备。
根据本发明的电池驱动的电子设备包括电池；以随着时间而变化的第一驱动电流驱动的第一负载；在除了第一驱动电流变为最大的周期T以外的周期内能够操作的第二负载；和根据第一驱动电流随着时间的变化来控制第二负载的负载量以减小从电池提供的用于驱动第一负载的第一驱动电流和从电池提供的用于驱动第二负载的第二驱动电流之和的最大值的控制部分。
在本说明书中，要求进行实时操作并能够进行时间分割的负载是指这样的负载在由于设备的外部或内部的限制、标准等原因在预定的时间内应该操作完成的负载。更具体地说，该负载是指在无线电通信中根据时分多路复用系统的发射功率放大器、执行语音压缩/扩展等的信号处理器、用于呼叫报警、实时时钟等的振荡马达，并且这种负载具有固定的频率和固定的占空率或者在操作发生时允许电流流经负载该预定的时间。
参考附图，通过阅读下文的详细描述本领域普通技术人员将会清楚本发明的这些和其它的优点。
附图1所示为根据实施例1的电池驱动的电子设备的方块图。
附图2所示为根据实施例1提供给在该电池驱动的电子设备中提供的第一和第二负载的驱动电流的波形图。
附图3所示为根据实施例1在该电池驱动的电子设备中提供的电池的端电压的波形图。
附图4A所示为在提供给在该电池驱动的电子设备中提供的第一负载的驱动电流和提供给第二负载的驱动电流之间的时序的波形图。附图4B所示为根据实施例1在该电池驱动的电子设备中提供的电池的放电特征的曲线图。
附图5所示为根据实施例1的另一电池驱动的电子设备的方块图。
附图6所示为说明在根据实施例1的另一电池驱动的电子设备中提供在第一和第二驱动周期之间的空载时间的波形图。
附图7所示为根据实施例2的电池驱动的电子设备的方块图。
附图8所示为说明提供给在根据实施例2的电池驱动的电子设备中提供的第一和第二负载的驱动电流的视图。
附图9所示为提供给在根据实施例2的电池驱动的电子设备中提供的第一和第二负载的驱动电流的波形图。
附图10所示为提供给在根据实施例2的电池驱动的电子设备中提供的第一和第二负载的其它的驱动电流的波形图。
附图11所示为根据实施例3的电池驱动的电子设备的方块图。
附图12所示为说明提供给在根据实施例3的电池驱动的电子设备中提供的第一和第二负载的驱动电流的视图。
附图13所示为提供给在根据实施例3的电池驱动的电子设备中提供的第一和第二负载的其它的驱动电流的波形图。
附图14所示为常规的电池驱动的电子设备的方块图。
附图15所示为提供给在常规的电池驱动的电子设备中的第一和第二负载的驱动电流的波形图。
附图16所示为在常规的电池驱动的电子设备中提供的电池的端电压的波形图。
附图17所示为在常规的电池驱动的电子设备中的电池的放电特征的曲线图。
附图18所示为另一常规的电池驱动的电子设备的方块图。
附图19所示为说明另一常规的电池驱动的电子设备的操作的波形图。
具体实施例方式
在根据本实施例的电池驱动的电子设备中，通过电池驱动第一负载的第一驱动周期不与通过电池驱动第二负载的第二驱动周期重叠。因此，可以减小通过电池提供的用于驱动第一负载的第一驱动电流和通过电池提供的用于驱动第二负载的第二驱动电流之和随着时间而变化。
因此，电池的端电压变得低于最低的工作电压Vth所需的时间增加。结果，延长了通过电池驱动该电池驱动的电子设备的驱动周期。
可取的是，要求对第一负载进行实时操作，但不要求对第二负载进行实时操作。根据这种配置，可以延长驱动要求进行实时操作的负载的电池的驱动周期。
可取的是，第一负载是根据时分多路复用系统发送无线电波的功率放大器。根据这种结构，本发明可适用于具有根据时分多路复用系统发送无线电波的功率放大器的移动电话。
可取的是，第一负载具有固定的频率和固定的占空率以执行时间分割。根据这种结构，由于对第一负载进行时间分割的频率和占空率都是固定的，因此驱动第一负载的第一驱动周期可以容易地从驱动第二负载的第二驱动周期变换。
可取的是，第一负载是安排负载的CPU。根据这种结构，在驱动安排负载的CPU的同时可以延长电池的驱动周期。
可取的是，第二负载是用于照亮显示屏的背光源。根据这种结构，本发明可适用于具有用于显示信息的液晶显示屏的移动电话。
可取的是，该控制部分包括产生用于第一负载的接通/切断(ON/OFF)控制的第一控制信号的振荡器；和使通过振荡器产生的第一控制信号反相以产生用于第二负载的接通/切断控制的第二控制信号的反相器(inverter)。根据这种结构，第一和第二负载都容易被控制以使第一驱动周期和第二驱动周期彼此不相重叠。
可取的是，控制部分由大规模集成电路(LSI)构成。
可取的是，控制部分包括在驱动第一负载的第一驱动周期和驱动第二负载的第二驱动周期之间的变换时间上根据驱动第一和第二负载的第一和第二驱动电流的上升时间和下降时间提供空载时间的空载时间设定单元。
在根据本发明的另一电池驱动的电子设备中，通过根据第一驱动电流随时间的变化来控制第二负载的负载量，可取的是，由电池提供的用于驱动第一负载的第一驱动电流和由电池提供的用于驱动第二负载的第二驱动电流之和恒定。
由于这个原因，第一驱动电流和第二驱动电流之和的峰值可进一步被减小。这就能够使电池的端电压变得低于最低的工作电压Vth所要求的时间更长。因此，可以延长通过电池驱动该电池驱动的电子设备的驱动周期。
在下文中，参考附图通过说明性的实施例描述本发明。实施例1附图1所示为根据实施例1的电池驱动的电子设备100的方块图。电池驱动的电子设备100可以是移动电话并且包括电池4。
电池驱动的电子设备100包括并联连接到电池4的第一负载5和第二负载6。第一负载5可以由根据时分多路复用系统发送无线电波的功率放大器构成。因此，以预定的频率和占空率对第一负载5进行时间分割，并要求第一负载5进行实时操作。
第二负载6可以由照亮提供在移动电话中的液晶显示屏(未示)的背光源构成。如果第二负载6以不能被用户所觉察的频率闪烁，则第二负载6可以在对第一负载5进行时间分割的周期之间的间隔中操作。
虽然除了功率放大器和背光源以外还有要由电池4驱动的其它的负载的实例，但是仍然以在移动电话的负载中要求特别大的电流的功率放大器和背光源为例进行说明。
电池驱动的电子设备100包括控制部分1。控制部分1具有振荡器2。振荡器2产生接通/切断第一负载5的控制信号9。控制部分1具有反相器3。反相器3使由振荡器2产生的控制信号9反相以产生接通/切断第二负载6的控制信号10。
下文解释由此构造的电池驱动的电子设备100的操作。附图2所示为提供给在电池驱动的电子设备100中提供的第一负载5和第二负载6的驱动电流的波形图。附图3所示为电池4的端电压的波形图。附图4A所示为说明在提供给第一负载5的驱动电流和提供给第二负载6的驱动电流之间的时序的波形图。附图4B所示为说明电池4的放电特征的曲线图。
在附图2中，代表用于驱动第一负载5的电流的区域由阴影部分表示，该第一负载5构成了形成第一负载5的发射功率放大器，而代表驱动第二负载6的电流的区域由非阴影部分表示，该第二负载6构成了照亮液晶显示屏的背光源。
通过控制接通时间可使背光源变暗但不会感觉到闪烁，只要它的频率在几十赫兹到几百赫兹或更大。例如，JP 08(1996)-107678A描述为抑制屏幕的抖动避免从一显示屏显示的频率上在10赫兹附近的闪烁。
首先，振荡器2产生在从时间T5至时间T7的第一驱动周期7中接通第一负载5的控制信号9。而在振荡器2产生接通第一负载5的控制信号9的同时，第一负载5接通，并且在时间T5时开始增加以达到在时间T6时预定的值(例如，500毫安)的驱动电流D1从电池4提供给第一负载5。
反相器3将由振荡器2产生的控制信号9反相以产生在从时间T5至时间T7的第一驱动周期7中切断第二负载6的控制信号10。在反相器3产生切断第二负载6的控制信号10时，驱动第二负载6的驱动电流D2开始从例如在时间T5时的200毫安降低到在时间T6的零。因此，第二负载6切断。因此，驱动电流不从电池4输送给第二负载6。
然后，在从第一驱动周期7继续的第二驱动周期8中，振荡器2产生从时间T7切断第一负载5的控制信号9。驱动电流D1在时间T7开始降低到在时间T8时的零。因此，第一负载5被切断。因此，驱动电流没有被从电池4提供给第一负载5。
反相器3将由振荡器2产生的用于切断第一负载5的控制信号9反相以产生从时间T7起接通第二负载6的控制信号10。在通过反相器3产生接通第二负载6的控制信号10时，驱动电流D2在时间T7开始增加以达到在时间T8时的预定值。因此，第二负载6接通，并且驱动电流D2从电池4提供给第二负载6。
已经描述了通过硬件接通/切断第一负载和第二负载的结构。然而，本发明并不限于这些。即使在包括这些振荡器和反相器的控制部分的操作由软件执行时仍然能够获得相同的效果。
因此，在第一驱动周期7中，以从电池4提供的驱动电流D1驱动第一负载5，而在第二驱动周期8中以从电池4提供的驱动电流D2驱动第二负载6。因此，在第一驱动周期7中的驱动电流的峰值变为DD1，这个DD1低于在上文参考附图15所描述的常规结构中的驱动电流的峰值(D1+D2)。
此外，驱动电流D1和驱动电流D2在时间T5基本同时地产生。因此，如上文参考附图19所描述的已有技术那样，并不延迟对驱动第二负载6的驱动电流D2的限制的时序。因此，如附图4A所示，通过将驱动电流D1加入到驱动电流D2中获得的总负载电流T1A不是脉动的。
在PTC(正温度系数)热敏电阻和SU(安全单元)串联连接作为保护电路的情况下锂离子(Li-ion)二次电池一般形成电池组。电池的端电压成为通过从开路电压中减去由驱动电流引起的电压降获得的电压，该驱动电流在对应于除了单元电池(unit cell)之外的电路部件的电阻、导线的电阻和端子的连接电阻之和的电阻(在下文中称为“内电阻”)上流动。
因此，如附图3所示，电池的电压降变为小于上文参考附图16所描述的已有技术中的电压降。因此，在电池端电压13变得低于最低的工作电压Vth之前的电池的可能驱动时间12变得比在上文参考附图17所描述的已有技术中的可能驱动周期92更长，如附图4B所示。因此，电池驱动的电子设备的驱动时间可以被延长而不改变电池的种类和结构。
在第一驱动周期7中，不驱动构成背光源的第二负载6。因此，由背光源消耗的功率变为在常规的结构中消耗的功率的2/3。在发射无线电波的第一驱动周期7中，液晶显示屏变得比人眼稍稍更暗；然而，亮度的降低可通过增加在第二驱动周期8中提供给第二负载2的驱动电流补偿，在该第二驱动周期8中如果需要的话背光源照亮液晶显示屏以补偿轻微的暗度。由于背光源闪烁的频率是几十赫兹到几百赫兹，因此不会觉察到闪烁。因此，即使在第二驱动周期8中输送给第二负载的驱动电流没有增加，在实际中仍然不会有问题。此外，在数据通信的情况下，键操作时间通常比无线电波的发射时间更长。因此，亮度降低的程度不会被感觉到。
如上文所描述，根据实施例1，控制部分1控制第一负载5和第二负载6以使通过电池4驱动的第一负载5的第一驱动周期7和通过电池4驱动第二负载6的第二驱动周期8彼此不相重叠。因此，驱动电流随着时间的变化可被校平(leveled)，该驱动电流是由电池4提供的用于驱动第一负载5的第一驱动电流D1和电池4提供的用于驱动第二负载6的第二驱动电流D2的和。
因此，正如上文参考附图19所描述的已有技术一样，限制驱动第二负载6的驱动电流D2的时序没有被延迟。因此，如附图4A所示，通过将驱动电流D1加入到驱动电流D2中获得的总负载电流T1A不是脉动的。
已经描述了这样的实例其中第一负载5由根据时分多路复用系统发射无线电波的功率放大器构成，第二负载6由照亮液晶显示屏的背光源构成。然而，本发明并不限于这些。第一负载5可以是能够进行时间分割并被要求进行实时操作的负载，第二负载6可以是在对第一负载5进行时间分割的周期之间的间隔中能够操作的负载。
此外，已经描述了其中第一负载5是锂离子二次电池的实例。然而，具有端电压随着时间而降低的放电特征的任何电池都可以实现本发明的效果。
此外，已经描述了其中两类负载交替操作的实例。然而，应该理解的是，通过处理三种或更多种类的负载以使它们在时间上彼此不相重叠也可以获得相同的效果。此外，通过从三种或更多种负载中选择两个负载(可取的是，那些具有较大的负载电流的负载)并交替地操作它们，以简单的结构可以有效地抑制峰值电流。
附图5所示为根据实施例1的另一电池驱动的电子设备100A的方块图。附图6所示为说明在电池驱动的电子设备100A中在第一驱动周期和第二驱动周期中提供的空载时间的波形图。与上文参考附图1描述的电池驱动的电子设备100的部件相同的部件在此以相同的参考标号表示。因此，在此省去了对这些部件的详细描述。电池驱动的电子设备100A与电池驱动的电子设备100不同之处在于提供控制部分1A替代控制部分1。
在控制部分1A中，存在一个延迟电路，在这个延迟电路中电阻和二极管并联连接在振荡器2和第一负载5之间，并且在第一负载5一侧上在电阻和二极管的端部和电池4的负电极之间提供电容器。在控制部分1A中，还有一个延迟电路，在这个延迟电路中电阻和二极管并联连接在反相器3和第二负载6之间，并且在第二负载6一侧上在电阻和二极管的端部和电池4的负电极之间提供电容器。
下文描述由此构造的电池驱动的电子设备100A的操作。首先，振荡器2产生在第一驱动周期7中接通第一负载5的控制信号9。在振荡器2产生接通第一负载5的控制信号9的同时，第一负载5接通，并且从电池4给第一负载5提供驱动电流D1。
允许由振荡器2产生的控制信号9通过CR延迟电路以产生用于控制第一负载5的接通状态的自控制信号9延迟的控制信号9A，并基于由反相器3产生的控制第二负载6的所产生的控制信号10，产生用于延迟第二负载6的接通状态的第二负载6的控制信号10A。
在产生控制信号9A和10A的相应的延迟电路的时间常数被设置成使从电池4流出的电流的最大电流周期之前和之后产生的瞬态电流的变化的峰值不大大超过最大电流，考虑到驱动第一负载5和第二负载6的驱动电流被瞬态改变的时间，本实施例具有显著的效果。
理想地，在相应的延迟电路的时间常数被设置成使瞬态电流的变化的峰值不超过在最大电流周期中的平稳部分中的电流时，可以最大程度地展现延迟电路的效果。
对于上述原因，在第一驱动周期7的前端和第二驱动周期8的前端上分别提供空载时间(任何负载都没有被短暂地接通的周期)。与控制信号9相比控制信号9A渐渐地上升。因此，提供给第一负载5的驱动电流D1在空载时间周期中可以渐渐地上升，或者可以上升但延迟由CR延迟电路所确定的延迟时间。因此，可以防止在第一驱动周期变换到第二驱动周期时在驱动电流的最大电流周期中瞬态地产生的峰值。
因此，为防止在第一驱动周期变换到第二驱动周期时产生驱动电流的峰值，在第一驱动周期的前端和第二驱动周期的前端上分别提供空载时间。因此，在瞬态地产生的负载电流的变化通过控制信号相对于相应的负载被延迟以使负载电流叠加的情况下，在交替地操作的负载之间的变换时间上，可以防止在驱动电流中瞬态地产生峰值。因此，可以抑制在驱动电流中在产生瞬态峰值中的电压降，因此可以延长电池驱动的设备的驱动时间。
实施例2附图7所示为根据实施例2的电池驱动的电子设备100B的方块图。附图8所示为说明根据比较实例提供给第一和第二负载的驱动电流的视图。附图9所示为根据实施例2提供给第一和第二负载的驱动电流的波形图。与上文参考附图1已经描述的根据实施例1的电池驱动的电子设备100的部件相同的部件以相同的参考标号表示。因此，在此省去了对它们的详细描述。电池驱动的电子设备100B与上述的电池驱动的电子设备100不同之处在于提供第一负载5B替代第一负载5。第一负载5B由可进行时间分割的CPU构成。
参考附图8，在从时间0到时间T1的周期中以来自电池4的驱动电流D3驱动由CPU构成的第一负载5B。在从时间0到时间T2(在时间T1之后)的周期中以来自电池4的驱动电流D4驱动由背光源构成的第二负载6。因此电池4在从时间0到时间T1的周期中提供驱动电流D3和D4。在此，将表示由第一负载5B所占用的时间与整个周期的比率的T1/T2定义为占空率。
参考附图9，在实施例2中，在几十赫兹至几百赫兹的频率下通过中断CPU的处理以50％的占空率执行时间分割，在这个周期中切断背光源，由此防止电池4驱动第一负载5B的第一驱动周期7中和电池4驱动第二负载6的第二驱动周期8彼此重叠。第一驱动周期7和第二驱动周期8交替地设置。在第一驱动周期7中，电池4将驱动电流D3输送给第一负载5B。在第二驱动周期8中，电池4将驱动电流D4输送给第二负载6。
因此，与在附图8中所示的驱动电流相比，校平了通过电池4提供的驱动电流。这就使得容易降低驱动电流的峰值。
附图10所示为根据实施例2提供给在电池驱动的电子设备100B中设置的第一和第二负载的其它的驱动电流的波形图。通过参考附图9执行上述的处理获得的结果如下为了补偿通过提供切断背光源的周期，液晶显示屏的亮度的降低，在第二驱动周期8中流经背光源的电流如附图10所示地增加，由此可以抑制亮度的降低。
已经描述了这样的实例其中第一负载5B由CPU构成，第二负载6由照亮液晶显示屏的背光源构成。然而，本发明并不限于这些。第一负载5B可以是能够进行时间分割的负载，以及第二负载6可以是在对第一负载5B进行时间分割的周期之间的间隔中能够操作的负载。
在驱动第一负载5B的驱动电流D3等于驱动第二负载6的驱动电流D4的情况下，在如附图8所示同时地驱动第一负载5B和第二负载6时，驱动电流的峰值变为驱动电流D3的值的两倍。如附图9和10所示，在对第一负载5B进行时间分割的周期之间的间隔中操作第二负载6以使在驱动第一负载5B的驱动周期和驱动第二负载6的驱动周期彼此不相重叠时，驱动电流的峰值变为驱动电流D3的值。因此，驱动电流的峰值可以被设置为一半以使由驱动电流引起的端电压的下降降低一半。
在驱动第一负载5B的驱动电流D3和驱动第二负载6的驱动电流D4之间的比率是20∶1时，通过在对第一负载5B进行时间分割的周期之间的间隔中操作第二负载6可以减小的驱动电流变为大约5％。因此，在驱动第一负载5B的驱动电流D3和驱动第二负载6的驱动电流D4之间的比率大于20∶1时，可以被减小的驱动电流变为小于大约5％。
可取的是，在驱动第一负载5B的驱动电流D3和驱动第二负载6的驱动电流D4之间的比率是1至20。最为可取的是，在驱动第一负载5B的驱动电流D3和驱动第二负载6的驱动电流D4之间的比率是1。
此外，虽然在CPU的负载的占空率是50％的条件下进行描述的，但是如果需要的话也可以改变这种占空率。
实施例3附图11所示为根据实施例3的电池驱动的电子设备100C的方块图。附图12所示为说明根据比较性实例提供给第一和第二负载的驱动电流的视图。附图13所示为根据实施例3提供给在电池驱动的电子设备100C中提供的第一和第二负载的驱动电流的波形图。与上文参考附图1已经描述的根据实施例1的电池驱动的电子设备100的部件相同的部件以相同的参考标号表示。因此，在此省去了对它们的详细描述。
电池驱动的电子设备100C包括电池4。第一负载5C和第二负载6C并联连接到电池4。需要对第一负载5C进行实时操作以使负载量随着时间而变化。第二负载6C并不要求总是被驱动，并且在对第一负载5C进行时间分割的周期之间的间隔中可以操作它。
参考附图12，第一负载5C在启动周期21中以从电池4提供的驱动电流D5驱动，在驱动周期22中以从电池4提供的驱动电流D6驱动，在驱动周期23中以从电池4提供的驱动电流D7驱动，在驱动周期24中以驱动电流D8驱动，在驱动周期25中以驱动电流D9驱动，以及在驱动周期26中以驱动电流D10驱动。因此，可以理解的是，第一负载5C的负载量随着时间改变，并存在产生最大的驱动电流的周期22和24。
参考附图13，在实施例3中，根据驱动第一负载5C的驱动电流随着时间而变化来控制第二负载6C的负载量以使从电池4提供给第一负载5C和第二负载6C的驱动电流之和变为预定值。在附图13中所示的实例中，在驱动周期21中控制第二负载6C的负载量以使驱动第二负载6C的驱动电流和驱动第一负载5C的驱动电流D5变为预定值D12。在驱动周期23中，控制第二负载6C的负载量以使驱动第二负载6C的驱动电流和驱动第一负载5C的驱动电流D7之和变为预定值D12。在驱动周期25中，控制第二负载6C的负载量以使驱动第二负载6C的驱动电流和驱动第一负载5C的驱动电流D9之和变为预定值D12。在驱动周期26中，控制第二负载6C的负载量以使驱动第二负载6C的驱动电流和驱动第一负载5C的驱动电流D10之和变为预定值D12。在驱动周期22和24中，驱动第一负载5C的驱动电流D6和驱动第一负载5C的驱动电流D8等于预定值D12，因此控制第二负载6C以使其被切断。
因此，通过根据驱动第一负载5C的驱动电流控制第二负载6C的负载量以使来自电池4的驱动电流之和变为预定值，可以抑制驱动电流的峰值，并且可以使电池的电压降最小。因此，以最理想的形式体现了本发明的效果。
如上文所述，根据实施例3，提供了电池4、以随着时间而变化的驱动电流D5至D10驱动的第一负载5C、第二负载6C和控制部分1C，该第二负载6C能够在除了驱动电流变为最大的周期22和24以外的周期21、23、25和26中操作，该控制部分1C根据驱动电流D5至D10随着时间的变化来控制第二负载6C的负载量以减小从电池4提供的驱动第一负载5C的驱动电流D5至D10和从电池4提供的驱动第二负载6C的驱动电流D11之和的最大值。
控制部分1C通过设置适当的空载时间将信号发送给每个负载，由此防止负载电流叠加。通过硬件或软件可以设置空载时间。在设置空载时间时，可以降低驱动电流的峰值。因此，电池的端电压变为低于最低工作电压Vth所需的时间变得更长。因此，可以延长电池驱动该电池驱动的电子设备的驱动周期。
可取的是，在实施例1至3中上文描述的控制部分1、1A、1B和1C包括大规模集成电路(LSI)。
在实施例1至3中，已经以两种负载为例进行了说明。但是，即使在存在多个第一负载和多个第二负载的情况下，在电流流经第一负载的同时通过以具有适当的空载时间的控制信号停止第二负载的驱动，或者通过限制驱动电流，仍然可以减小从电池提供给复杂的电子设备的电流的最大值，因此可以实现本发明的效果。
如上文所述，根据本发明，可以提供这样的电池驱动的电子设备，其中能够延长电池的驱动电流而不改变电池材料。
在不脱离本发明的精神和实质特征的前提下可以以其它的形式实施本发明。在本申请中公开的实施例在各个方面都是实例性的而不是限制性的。本发明的范围由附加的权利要求表示，而不是由前文的描述表示，并且落在权利要求的等价的意义和范围内的所有的改变也都包含在其内。
权利要求
1.电池驱动的电子设备，包括电池；通过电池驱动并进行时间分割的第一负载；通过电池驱动并且能够在对第一负载进行时间分割的周期之间的间隔中操作的第二负载；和控制第一负载和第二负载以使通过电池驱动第一负载的第一驱动周期和通过电池驱动第二负载的第二驱动周期彼此不相重叠的控制部分。
2.根据权利要求1所述的电池驱动的电子设备，其中要求对第一负载进行实时操作，但不要求对第二负载进行实时操作。
3.根据权利要求1所述的电池驱动的电子设备，其中第一负载是根据时分多路复用系统发射无线电波的功率放大器。
4.根据权利要求1所述的电池驱动的电子设备，其中第一负载具有用于执行时间分割的固定的频率和占空率。
5.根据权利要求1所述的电池驱动的电子设备，其中第一负载是安排负载的CPU。
6.根据权利要求1所述的电池驱动的电子设备，其中第二负载是用于照亮显示屏的背光源。
7.根据权利要求1所述的电池驱动的电子设备，其中控制部分包括产生用于第一负载的接通/切断控制的第一控制信号的振荡器；和使通过振荡器产生的第一控制信号反相以产生用于第二负载的接通/切断控制的第二控制信号的反相器。
8.根据权利要求1所述的电池驱动的电子设备，其中控制部分包括大规模集成电路(LSI)。
9.根据权利要求1所述的电池驱动的电子设备，其中控制部分包括在驱动第一负载的第一驱动周期和驱动第二负载的第二驱动周期之间的变换时间上，根据驱动第一和第二负载的第一和第二驱动电流的上升时间和下降时间提供空载时间的空载时间设定单元。
10.电池驱动的电子设备，包括电池；以随着时间变化的第一驱动电流驱动的第一负载；在除了第一驱动电流变成最大的周期T以外的周期内能够操作的第二负载；和根据第一驱动电流随着时间而变化来控制第二负载的负载量以减小从电池提供的用于驱动第一负载的第一驱动电流和从电池提供的用于驱动第二负载的第二驱动电流之和的最大值的控制部分。
11.根据权利要求10所述的电池驱动的电子设备，其中控制部分包括大规模集成电路(LSI)。
12.根据权利要求10所述的电池驱动的电子设备，其中控制部分包括在驱动第一负载的第一驱动周期和驱动第二负载的第二驱动周期之间的变换时间上根据驱动第一和第二负载的第一和第二驱动电流的上升时间和下降时间提供空载时间的空载时间设定单元。
13.一种大规模集成电路(LSI)，该LSI用于控制由电池驱动的并进行时间分割的第一负载和由电池驱动的并能够在对第一负载进行时间分割的周期之间的间隔中操作的第二负载，该LSI包括产生用于第一负载的接通/切断控制的第一控制信号的振荡器；和使通过振荡器产生的第一控制信号反相以产生用于第二负载的接通/切断控制的第二控制信号的反相器，其中LSI控制第一负载和第二负载以使电池驱动第一负载的第一驱动周期和电池驱动第二负载的第二驱动周期彼此不相重叠。
全文摘要
电池驱动的电子设备100包括电池4、通过电池4驱动并进行时间分割的第一负载5、通过电池4驱动并且能够在对第一负载5进行时间分割的周期之间的间隔中操作的第二负载6和控制第一负载5和第二负载6以使通过电池4驱动第一负载5的第一驱动周期和通过电池4驱动第二负载6的第二驱动周期彼此不相重叠的控制部分1。
文档编号H02J7/00GK1472862SQ0314723
公开日2004年2月4日 申请日期2003年7月9日 优先权日2002年7月10日
发明者仓贯正明, 美藤靖彦, 彦 申请人:松下电器产业株式会社