专利名称：电子设备的供电方法
技术领域：
本发明涉及在便携式电子设备中抑制电磁波噪声辐射的方法。
技术背景图1是示出以往电子设备结构的框图。该电子设备包括多个电路块10-1到10-3。这多个电路块10-1到10-3通过电源线320从电源电路300 接收电力。电源电路300是将供给电路块10-1到10-3的电压调节为恒压 的恒压电源。从电源电路供给电路块的大电流流到供电线。结果，为了 减小线路阻抗，供电线需要大量的布线空间。而该大量的布线空间又成 了便携式设备小型化的障碍。另外，由电路块的工作产生的高频电流在 供电线中流动。结果，出现以下问题，即供电线充当天线向空中辐射电 磁波。一种用于防止由电路块的工作所产生的高频电流噪声流到公用的供 电线320的已知方法是，阻止输入电压波动传递到供电线。如日本特开 平11-103014号公报中所公开的，可通过向电路块的电源输入部中增设电 压跟随电路来抑制输入电压波动。此外，日本特开平11-235018号公报中 公开了一种分布式供电系统，其中，在各电路块上代替电压跟随电路而 设置有电源电路。发明内容根据实施方式的一个方面，本发明的电气设置包括多个电路块， 多个电源，以及与所述多个电路块一一对应地接收电力的多个输入部， 其中，所述电源位于所述电力输入部的附近并与所述电力输入部连接。本发明的上述实施方式只是作为示例，并且本发明的全部实施方式 不都限于包括上述特征。
图l示出以往的示例； 图2示出本发明的第一实施方.式； 图3示出本发明的第二实施方式； 图4示出本发明的第三实施方式。
具体实施方式
现在详细参考本发明的实施方式，其示例在附图中示出，其中始终 使用相似的附图标记来指代相似的部件。参考附图来描述本发明的最佳实施方式。参考附图来描述下面的实 施方式。以下实施方式只是例示，本发明并不限于这些实施方式。图2是本发明第一实施方式的电子设备1200的结构框图。电子设备 1200内部具有由大规模集成电路(LSI)等所构成的多个电路块10-1、 10-2 和10-3。电路块与信号线(图中未示出)相连，并执行基于通过信号线 传输的信号内容而确定的处理。电路块10-1到10-3设置有接收电力的电力输入部。另夕卜，作为电源 的电池20-1至20-3安装在电力输入部附近。电路块10-1到10-3通过电 力输入部接收从电池20-1至20-3所供应的电力。电路块10-1到10-3是 例如互补金属氧化物半导体(CMOS)逻辑LSI，并与时钟信号同步地执行 开关逻辑操作。CMOS逻辑电路向金属氧化物半导体(MOS)晶体管的栅极充入从 电力输入部提供的电荷，以执导通(ON)操作，并释放该栅电荷以执行 截止(OFF)操作。由于该MOS晶体管的栅极的充电和放电操作与时钟 信号同步，因此MOS晶体管的栅电荷电流的流入是按时钟的频率而进行 的。由CMOS逻辑电路的导通-截止操作而产生的高频电流在电源和 CMOS逻辑电路之间流动。当电源和负载(该负载是CMOS逻辑电路) 相互分离时，高频电流在连接它们的供电线中流动，并且该供电线充当辐射电磁波噪声的天线。与之相对地，第一实施方式的电子设备1200具有为各个CMOS逻 辑电路LSI安装的、并位于各个CMOS逻辑电路LSI附近的电池。因此， 高频电流在极短的环路中流动，并且电磁噪声向空中的辐射受到了抑制。下面，将参考图3对第二实施方式的电子设备1300进行说明。在第一实施方式中，安装在电路块(例如LSI)的电力供应源附近 并与其连接的电源是可更换的一次电池或者已充电的二次电池。当电池耗竭时，就必须更换为新的一次电池或者已充电的二次电池。也可以使 用电容器或可再充电的二次电池作为与电力输入部连接的电池，以避免 更换电池的麻烦。电容器或者可再充电的二次电池作安装在电路块的附 近，由此可以不更换电池而进行重新充电。除第一实施方式的电子设备1200的结构之外，第二实施方式的电子 设备1300还设置有供电线320，该供电线320用于提供充电电流以对 作为电池20-1至20-3而安装的二次电池或者电容器进行充电；通过供电 线320对电池20-1至20-3进行充电的充电电路310;以及用于从外部电 源向充电电路310供电的电力接收端子200。注意外部电源100是用于向 电子设备1300提供外部电力的外部电源。为了向二次电池或者电容器提供充电电力，充电电路310具有输出 恒流或恒压/恒流的DC-DC转换器。当对二次电池或者电容器进行充电时，若不把充电电流控制在允许 的水平之内，可能在工作寿命内发生发热和迅速劣化等问题。因此，恒 流输出DC-DC转换器根据电池电压控制充电电流，以确保充电电流不发 生波动并实现恒流。此外，当使用锂电流作为二次电池时，如果不是在允许的充电电压 之内进行充电，就可能在工作寿命内发生爆炸、燃烧或者迅速劣化。因 此，优选地利用恒压/恒流输出DC-DC转换器来进行充电。为了防止在工作寿命之内发热或者劣化，对二次电池或者电容器的 充电电流的最大电流值进行限制，但不限制最小值。当以1C进行充电时， 诸如NiCd电池和NiMH电池这样的利用恒流进行充电的二次电池需要大约一小时来完成充电。然而，当以0.5C充电时，这些电池大约需要两小 时完成充电。降低充电电流的电流值时的唯一区别是需要更多的充电时 间。当锂二次电池以1C进行充电时，在大约两小时内完成充电，而当以 0.5C进行充电时，在大约在2.7小时内完成充电。正如NiCd电池和NiMH 电池一样，当减小充电电流的电流值时，所需充电时间会增加相应的量。当给诸如LSI的负载逻辑电路供电时，若不提供该负载所需的电流， 则负载电压会下降，并且电路(负载)会执行误操作。因此，必须向供 电线中流入负载所需的最大电流。此外，为了抑制流过最大电流时供电线中的电压降，必须降低供电 线的阻抗。供电线的线阻抗与供电线的长度成正比，与供电线的横截面 积成反比。多层印刷电路板的铜布线图案的厚度大约是17pm，即使为供 电线使用表面层，也大约是35pm。铜布线图案的厚度决不超过50(im。通常，对于17pm厚和10mm长的铜布线图案，需要10mm的宽度 来使阻抗为lmQ。为了容纳大电流，需要宽的布线空间，而这是便携式 设备小型化的障碍。然而，如上所述，第二实施方式降低了从充电电路310向二次电池 20-1至20-3提供的充电电流的电流值。结果，可以减小供电线320的布 图宽度，并且可以使用更小的布线空间提供电子设备l。此夕卜，由于从充电电路310流到二次电池20-1至20-3的电流是恒定 电流，因此在供电线320上仅产生静磁场，不会从供电线320向空中辐 射电磁波噪声。另外，优选地是，充电电路310在电子设备1不工作时对二次电池 20-1至20-3进行充电。下面参考图4描述第三实施方式。在第二实施方式中，在构成电子设备1300的各个CMOS逻辑电路 LSI处安装电池作为电源、且这多个电池中的任意一个已完全放电时，即 使其他电池中还保留有足够的电力，电子设备1300也不能工作。为消除 这种不便，应利用具有足够电量的电池的剩余电量来对剩余电量少的电池进行补充。除第二实施方式的电子设备1300外，第三实施方式的电子设备1400 还设置有安装在电池或电容器20-1至20-3与充电电路310之间的布线上 的第一开关电路401-1至401-3、安装在电池或电容器20-1至20-3与电 路块10-1至10-3之间的布线上的第二开关电路402-1至402-3，以及开 关控制器500-1至500-3。第三实施方式能够实现电子设备1400的节能。开关控制器500-1至500-3是控制第一开关电路401-1至401-3和第 二开关电路402-1至402-3的接通/断开状态的控制器。当外部电源100 连接到电子设备1400的电力接收端200，并且充电电路310正在工作时， 开关控制器500-1至500-3工作，使得第一开关电路401-1至401-3处于 接通状态，并对电池20-1至20-3进行充电。开关控制器500-1至500-3能够通过信号线(图中未示出)检测是否 正从外部电源100供电给电力接收端200以及充电电路310是否正在工 作。当充电电路310正在工作并且电池20-1至20-3中任意一个被完全充 电(100%充电状态)时，开关控制器500-1至500-3断开与完全充电的 电池对应的第一开关电路，这样除了停止充电外，还切断该电池与供电 线320的连接。当外部电源100没有连接到电子设备1400的电力接收端200时，或 者当外部电源100虽然连接了但充电电路300不在工作时，开关控制器 500-1至500-3切断第一开关电路401-1至401-3，这样切断电池20-1至 20-3与供电线320的连接。因此，第一开关电路401-1至401-3安装在电池或电容器20-1至20-3 与充电电路310之间，并且，通过利用第一开关电路来切断电池的供电 线320，阻止了从电路块流向供电线的高频电流及其导致的高频噪声辐 射。当电子设备1400的电路块10-1至10-3处于工作状态时，开关控制 器500-1至500-3接通第二开关电路402-1至402-3，并向电路块10-1至 10-3供电。当电子设备400的电路块10-1至10-3中的任意一个处于非 工作状态时，开关控制器500-1至500-3断开该非工作电路块的第二开关电路，由此减少了电力消耗。当相应于电路块的电池的电量不足并且电子设备1400不能继续工 作时，利用具有额外电量的电池的电力来进行补充。这可通过开关控制 器接通与电量不足的电池对应的第一开关电路和具有足够电量的电池的 第一开关电路以共享电池来实现。作为示例，将说明以下情况，其中，电路块10-1处于非工作状态，电路块10-2和10-3处于工作状态，电源20-2的电量不足，电源20-1具 有额外电量。在这种情形下，开关控制器500-1和500-2接通第一开关电路401-1 和401-2，开关控制器500-3断开第一开关电路401-3，电源20-l对电源 20-2进行补充。此时，由于电路块10-1处于非工作状态，开关控制器500-1断开第 二开关电路402-l，并且由于电路块10-2和10-3处于工作状态，开关控 制器500-2和500-3接通第二开关电路402-2和402-3。如上详述，在构成电子设备1400的各个CMOS LSI处安装了电池作 为电源、且该多个电池中的任意一个部分或完全放电时，仍然可以利用 具有足够剩余电量的其他电池来对剩余电量很少的电池进行补充，从而 使得电子设备1400得以工作。尽管示出并描述了本发明的一些优选实施方式，本领域的技术人员 会认识到，在不脱离本发明的原理和精神的范围内，可对这些实施方式 进行修改，本发明的范围在权利要求及其等同物中进行了限定。本申请基于并要求2007年1月24日提交的在先日本专利申请 No.2007-13740的优先权，其全部内容通过引用结合于此。
权利要求
1.一种电子设备，该电子设备包括多个电路块；多个电源；以及与所述多个电路块一一对应地接收电力的多个电力输入部，其中，所述电源位于所述电力输入部附近并且与所述电力输入部连接。
2. 根据权利要求l所述的电子设备，其中，所述电源是电池，并且 所述电池安装为与所述电路块一一对应。
3. 根据权利要求2所述的电子设备，该电子设备还包括-接收外部电力的电力接收端；以及 充电电路，其中所述充电电路提供比由对应的电池提供给所述电路块的最大电流更 小的恒定电流，作为对所述电池的充电电流。
4. 根据权利要求3所述的电子设备，该电子设备还包括各个电池与所述充电电路之间的第一开关； 各个电池与对应的电路块之间的第二开关；以及控制器，其中，所述控制器基于所述充电电路的工作来控制所述第一开关和 所述第二开关的接通/断开状态。
5. 根据权利要求4所述的电子设备，其中所述多个电路块至少包括第一电路块和第二电路块，以及 当所述第一电路块处于非工作状态而所述第二电路块处于工作状态 时，所述控制器断开与所述第一电路块连接的所述第二开关，接通与所 述第一电路块连接的所述第一开关，并接通与所述第二电路块连接的所 述第一开关和所述第二开关。
6. 根据权利要求l所述的电子设备，其中，所述电源是安装为与所 述电路块一一对应的电容器。
全文摘要
本发明涉及电子设备的供电方法。所述电子设备包括多个电路块，多个电源；以及与所述多个电路块一一对应地接收电力的多个电力输入部，其中，所述电源位于所述电力输入部的附近并且与所述电力输入部连接。
文档编号H02J7/00GK101232112SQ200810004089
公开日2008年7月30日 申请日期2008年1月24日 优先权日2007年1月24日
发明者中尾友幸 申请人:富士通株式会社