JP2002032154A - コンピュータシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料電池から発生する水がコンピュータに浸
入する心配のないコンピュータシステムを提供する。ま
た、燃料電池で駆動されるための動作モードを持たせる
ことによってユーザの誤解によるトラブルを防ぐように
したパーソナルコンピュータを提供する。 【解決手段】 本発明のコンピュータシステムは、電源
入力端子を有するパーソナルコンピュータと、前記電源
入力端子に接続される外付けの燃料電池とを具備するこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池を電源と
して使用するコンピュータシステムに関し、特に、メタ
ノールを直接酸化するタイプの燃料電池を使用するパー
ソナルコンピュータに関する。

【０００２】

【従来の技術】燃料電池を使用するパーソナルコンピュ
ータについては種々のものが考案されているが、従来の
燃料電池を使用するパーソナルコンピュータにおいて
は、燃料電池はパーソナルコンピュータ本体の内部に設
置されている。

【０００３】このようなパーソナルコンピュータについ
ては、例えば、特開平９−２１３３５９号公報に開示さ
れている。前記特開平９−２１３３５９号公報に記載さ
れている燃料電池には、水素吸収金属が使用されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】燃料電池は、本質的に
水を発生する。この水は、コンピュータの中で発生する
熱を用いて気化させるのが普通である。しかし、種々の
環境条件によっては、気化した水蒸気がパーソナルコン
ピュータの筺体などで液化するケースがどうしても生じ
る。この水がＰＣの中に入らないように設計すること
は、放熱、換気、などの要求条件と相矛盾するという問
題がある。

【０００５】すなわち、従来のパーソナルコンピュータ
においては、燃料電池はパーソナルコンピュータ内に設
置されており、燃料電池から発生する水がパーソナルコ
ンピュータに浸入し、パーソナルコンピュータに故障が
発生してしまうという問題があった。

【０００６】一方、水素吸収合金を使用した燃料電池の
他に、ＤＭＦＣ（メタノールを直接酸化する方式の燃料
電池）が考案されている。このようなＤＭＦＣの例とし
ては、例えば、本出願と同一の出願人による特願平１０
−２７８７５９号公報に開示されている。ＤＭＦＣは、
いわゆる補機を燃料系に必要としないので、可動機構部
分がなく、小型化、軽量化しやすく、ノート型パーソナ
ルコンピュータ１の電源として最適であるという特徴が
ある。

【０００７】しかし、安価に作成するためにセルをスタ
ッキングしないようにすると、セルへの空気供給を拡散
と対流に頼ることになるため、現在のノート型パーソナ
ルコンピュータ１が必要とする電力を供給するためのＤ
ＭＦＣの面積が大きくなり過ぎるという問題がある。Ｄ
ＭＦＣの性能が、たとえば４５ｍＷ／ｃｍ² まで上がっ
たとしても、たとえば４５Ｗを供給するためには１００
０ｃｍ² を必要とする。

【０００８】携帯用機器に燃料電池を利用する最大のメ
リットは、外出先でも燃料さえ携帯していれば、事実上
無制限に長くその機器を利用できる点にあると考えら
る。しかし、燃料電池から取り出せる電力には制限があ
り、ある程度パーソナルコンピュータの性能を犠牲にし
ても長時間使用できることを優先的に考慮すると、パー
ソナルコンピュータの消費電力を大幅に制限した使い方
ができる必要がある。しかしながら、現在のノート型パ
ーソナルコンピュータは、燃料電池から取り出せる電力
での使い方を前提とした設計にはなっていないという問
題があった。

【０００９】現在のノート型パーソナルコンピュータで
は、専用のＡＣアダプタを用いて充電するＬｉイオン電
池を主電源と考えて設計することが多い。この場合、電
池パックの内部で電池を３セル直列に接続して、端子電
圧１０ボルト程度の二次電池として設計するのが、効率
その他の点から最適であると考えられている。

【００１０】一方、燃料電池のセル出力電圧は、稼動時
で０．５Ｖ程度である。多数のセルをスタッキングする
（これは、製造が難しくなるので低価格化しにくい）タ
イプの燃料電池では、その程度の出力電圧を得る設計は
一般的であるが、高価になるので利用しにくい。

【００１１】安価にするためには、一体として製作され
る燃料電池の内部で、極板を複数に区切り、それらを直
列に接続して容易に得られるレベルの低い電圧で稼動可
能なパーソナルコンピュータが必要とされる。

【００１２】しかし、従来のコンピュータシステムで
は、このような燃料電池で得られる低い電力では、電力
を多量に消費するアプリケーションが実行されている場
合に、正常に稼動できない場合があるという問題があっ
た。

【００１３】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であり、燃料電池から発生する水がコンピュータに浸入
する心配のないコンピュータシステムを提供することを
目的とする。

【００１４】また、本発明は、燃料電池で得られる低い
出力でも正常に動作可能なコンピュータシステムを提供
することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】したがって、まず、上記
目的を達成するために本発明の第１の発明によれば、電
源入力端子を有するパーソナルコンピュータと、前記電
源入力端子に接続される外付けの燃料電池とを具備する
ことを特徴とするコンピュータシステム、である。

【００１６】このような発明によれば、燃料電池をパー
ソナルコンピュータに対して外付けで接続することによ
り、燃料電池で発生した水がパーソナルコンピュータに
侵入しパーソナルコンピュータが故障するのを防止する
ことができる。

【００１７】また、本発明の第２の発明によれば、入力
される電源出力に基づいて、電源が燃料電池であるか否
かを判断する手段と、電源が燃料電池であると判断され
た場合に、動作モードを燃料電池を電源として使用する
ための燃料電池モードに切り換える手段とを具備するこ
とを特徴とするパーソナルコンピュータ、である。

【００１８】このような発明によれば、電源が燃料電池
であると判断した場合に、パーソナルコンピュータの動
作モードを燃料電池を電源として使用するための燃料電
池モードに切り換えるので、燃料電池の出力レベルが低
い場合であっても、パーソナルコンピュータを正常に稼
動させることができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。

【００２０】＜第１の実施の形態＞図１は、本発明の第
１の実施の形態に係るノート型パーソナルコンピュータ
システムを示す図である。

【００２１】同図において、１はノート型パーソナルコ
ンピュータ、２は燃料電池、３は燃料電池２の支持台及
び４は燃料電池２からノート型パーソナルコンピュータ
へ給電をするための電源線である。

【００２２】同図に示すように、燃料電池２は、ノート
型パーソナルコンピュータ１に電源線４を介して外付け
で接続される。これにより、ノート型パーソナルコンピ
ュータ１を使用する環境条件に応じてユーザが必要に応
じて水を処理することができる。また、ノート型パーソ
ナルコンピュータ１には特別な水対策を施さなくてよい
ので、ノート型パーソナルコンピュータ１自体のコスト
アップを避けることができる。

【００２３】なお、ノート型パーソナルコンピュータ１
の電源は、燃料電池２に限定されず、内蔵Ｌｉ電池によ
って大容量の電源容量を持ち、ＡＣアダプタ５から給電
を受けることが可能である。

【００２４】この場合には、従来どおり、数十Ｗレベル
の電力を用いる高速・高機能な動作が可能である。一
方、燃料電池２を使う場合は、以下に述べるような方法
で、ノート型パーソナルコンピュータ１は消費電力が特
に多いいくつかのアプリケーションプログラム以外のア
プリケーションプログラムだけを実行できる専用の燃料
電池モードで動作する。

【００２５】図２は、ノート型パーソナルコンピュータ
の構成を示すブロック図である。なお、図１と同一部分
には同一符号を付してその説明を省略する。

【００２６】同図に示すように、ノート型パーソナルコ
ンピュータ１の電源入力コネクタ１０には、燃料電池２
及びＡＣアダプタ５のいずれも接続することが可能であ
る。電源入力コネクタ１０から入力された電源は、電源
部１１によってノート型パーソナルコンピュータ１の各
部に適した電圧に変換されて、ノート型パーソナルコン
ピュータ１の各部へ給電される。

【００２７】なお、電源部１１は電池パック１２を充電
し、或いは電池パック１２から給電される。

【００２８】電源部１１の給電先の一つが、メインボー
ド１３であり、このメインボード１３にはＣＰＵ１４が
搭載されている。ここでは、メインボード１３に接続さ
れる周辺装置の例として、モデム１５及びＤＶＤ再生／
記録装置１６が図示されている。

【００２９】ＣＰＵ１４は、ノート型パーソナルコンピ
ュータ１の全体の制御を司るものであり、モデム１５は
通信回線を介して他のコンピュータと通信を行なうもの
である。また、ＤＶＤ再生／記録装置１６は、ＤＶＤに
記録された音声や画像を再生し、または、ＤＶＤに音声
や画像を記録するためのものである。

【００３０】電源部１１の中に、ＤＣ／ＤＣコンバー
タ、電源マイコン、電池充放電制御ＩＣなどがあること
は、従来と同じである。ノート型パーソナルコンピュー
タ１がＯＦＦの場合でも、電源マイコンは小さな電力で
通電されて動作しており、たとえばノート型パーソナル
コンピュータ１の電源スイッチが押されるとか、電源入
力コネクタ１０へ電源が供給されるなどのイベントを監
視している点も従来どおりである。

【００３１】本実施の形態のノート型パーソナルコンピ
ュータの一つの特徴は、電源部１１の電源マイコンの動
作にある。

【００３２】すなわち、本実施の形態に係るノート型パ
ーソナルコンピュータの電源マイコンの動作の特徴は、
電源入力開始のイベントの後、入力される電源電圧を監
視して、その電源電圧に応じて以後のノート型パーソナ
ルコンピュータの動作モードを決める点にある。

【００３３】以下、本実施の形態のノート型パーソナル
コンピュータの電源マイコンの動作について、図３のフ
ローチャートを参照して説明する。

【００３４】電源マイコンは、まず、ＡＣアダプタが接
続されているか否かの判断を行なう（Ｓ１）。Ｓ１にお
いて、ＡＣアダプタが接続されていると判断された場合
には、従来どおりの動作を行なう通常モードを設定する
（Ｓ２）。

【００３５】一方、Ｓ１において、ＡＣアダプタが接続
されていないと判断された場合には、次に、燃料電池が
接続されているか否かの判断を行なう（Ｓ３）。Ｓ３に
おいて、燃料電池が接続されていると判断された場合に
は、燃料電池モードに移行する（Ｓ４）。

【００３６】また、Ｓ３において、燃料電池が接続され
ていないと判断された場合には、Ｓ１の処理に戻る。Ａ
Ｃアダプタが接続されているか否か、燃料電池が接続さ
れているか否かの判断は、入力される電源電圧に基づい
て行なわれる。

【００３７】すなわち、ＡＣアダプタが接続されたので
あれば、従来どおり、１５ボルト程度の電源が入力され
るのに対し、燃料電池３が接続されたのであれば、数ボ
ルト程度（稼動時の典型値としては２ボルト程度）が入
力される。

【００３８】電源マイコンは、前者であれば従来どおり
の動作をする通常モードに設定するが、後者であれば、
燃料電池モードに設定する。このように、電源の種類に
応じて自動的に動作モードを設定するので、ユーザの操
作ミスによるモード設定ミスが発生しない。

【００３９】なお、起動時にどちらの電源も接続されて
いない場合など内蔵電池を主な電源として動作させる場
合については少し複雑になる後述の第２の実施の形態に
おいて説明する。

【００４０】次に、燃料電池モードについて具体的に説
明する。

【００４１】燃料電池モードは、ノート型パーソナルコ
ンピュータ１が燃料電池２によって供給される電力に基
づいて稼動することができるように、ノート型パーソナ
ルコンピュータ１の稼動時の消費電力を低減させるため
のモードである。

【００４２】消費電力を低減させるための方法は、いく
つか考えられるが、ここでは代表的な例について説明す
る。なお、ここで説明する方法以外のものであっても消
費電力を低減する方法であればよく、また、ここで説明
する方法をいくつか組み合わせてもよいことはいうまで
もない。

【００４３】第１の例は、図４に示すように、燃料電池
モードに移行すると、ＣＰＵを低消費電力モードに設定
する（Ｓ１１）方法である。なお、ＣＰＵを低消費電力
モードで動作させること自体は、よく知られた技術であ
るのでここでは詳しくは説明しない。しかし、この燃料
電池モードでは、通常モードに比べて大幅に消費電力を
減らすことが必要であるので、以下のように低消費電力
モードを設定する。

【００４４】最近のＣＰＵは、高速動作をさせた場合の
消費電力を減らすことに最も重点をおいて設計されるの
で、ＣＰＵチップ内部のコアの電源電圧は限界まで下げ
られている。

【００４５】そのため、そのトランジスタの漏れ電流が
増えている。クロックの速度を大幅に落とす燃料電池モ
ードでは、コアの電源電圧を通常モードの場合のそれよ
りも若干上げる。これにより、消費電力を減らすことが
できる。従来は、コアの電源電圧を下げることにより、
消費電力を減らしてきた。

【００４６】ＣＰＵのアーキテクチャとしても低消費電
流モードをもつものが望ましい。たとえば、最近のＣＰ
Ｕでは並行処理の度合いを高めるために、プログラム上
は直列に実行するように指定された命令の複数個を並行
して実行させ、その結果を矛盾のないよう再び直列にし
たのと同じようにして結果を確定させている。燃料電池
モードでは、そのような並行処理のための回路への給電
を止めて単純に直列に実行するような設計として、消費
電力を減らすことが望ましい。

【００４７】第２の例は、燃料電池モードでは実行する
ことができない、或いは燃料電池モードで実行するのが
適当ではないアプリケーションは実行しない方法であ
る。

【００４８】具体的には、図５に示すように、燃料電池
モードでは実行することができない、或いは燃料電池モ
ードで実行するのが適当ではないアプリケーションを予
めユーザが指定する（Ｓ１２）。

【００４９】なお、ここでは、ユーザが予め指定する場
合について説明したが、ソフトウェアにより自動的に検
出してもよいし、或いは予め工場出荷時に該当するアプ
リケーションを指定してもよい。そして、指定されたア
プリケーションをディスイネーブルにし、スタートしな
いようにする（Ｓ１３）。

【００５０】本実施の形態においては、伝統的なオフィ
ス・アプリケーション（ＷＯＲＤなど）や、モデム１５
を用いたインタネットアクセス（ただし、前述のように
動画や音楽のアプリは不可）を動作できるようにした。
これらは、大幅に性能を落としたＣＰＵでも実用的に実
行でき、また、外出先などで長時間利用する必要性が高
いと判断したものである。

【００５１】第３の例は、一部の周辺装置を起動しない
方法である。

【００５２】具体的には、図６に示すように、一部の周
辺装置をディスイネーブルにする（Ｓ２１）。本実施の
形態においては、ＤＶＤ再生／記録装置１６は燃料電池
モードでは起動しない。その理由は、ＤＶＤ再生／記録
装置１６自体の消費電力が大きいこと、及び、ＤＶＤ再
生／記録装置１６を利用する主なアプリである動画がＣ
ＰＵの性能をフルに利用しており、低消費電力モードの
ＣＰＵでは実時間処理ができない点にある。

【００５３】また、燃料電池モードにおいては、電池パ
ック１２の充電も放電（電源としての利用）も行なわな
い。これは、燃料電池モードにおいては、電池パック１
２を頼りにすることができないので、その点をユーザに
確実に理解して利用してもらうためである。また、燃料
電池の低い電圧から電池を充電するという無理を避ける
ためでもある。

【００５４】なお、燃料電池モードと通常モードとの切
り替えは、ノート型パーソナルコンピュータがＯＦＦ状
態である時にだけ行われる。これは、前記ＣＰＵアーキ
テクチャのレベルの低消費電力モードの切り替えを容易
にするものであるが、ユーザの誤操作を防ぐ観点からも
重要である。

【００５５】すなわち、通常モードで電池により動作し
ているノート型パーソナルコンピュータ１に燃料電池を
つなぎこむようなことを許さず、本実施の形態において
は、画面に警告メッセージを表示した上で、そのまま通
常モードで動作を続ける。このようにすることにより、
燃料電池モードの解釈に曖昧さがなくなり、ユーザの期
待とノート型パーソナルコンピュータ１の動作とが食い
違うことを防止することができる。

【００５６】＜第２の実施の形態＞次に、本発明の第２
の実施の形態について説明する。

【００５７】図７は、本発明の第２の実施の形態に係る
ノート型パーソナルコンピュータの構成を示すブロック
図である。なお、図２と同一部分には同一符号を付し、
その説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ説
明する。

【００５８】本実施の形態の特徴は、燃料電池専用の電
源入力コネクタ１７及び電気二重層コンデンサ１８を設
けたことにある。

【００５９】ノート型パーソナルコンピュータ１の電源
入力コネクタ１０は、ＡＣアダプタ５と接続される。ノ
ート型パーソナルコンピュータ１は、燃料電池専用の電
源入力コネクタ１７を持ち、燃料電池２と接続される。

【００６０】そのどちらも電源部１１へ接続され、この
電源部１１によってノート型パーソナルコンピュータ１
内部の各部に適した電圧に変換されて、ノート型パーソ
ナルコンピュータ１内の各部へ給電される。

【００６１】また、電源部１１は電池パック１２と接続
され、それを充電できることおよびそれから給電され
て、上述のようにノート型パーソナルコンピュータ１各
部へ給電できることは、従来どおりである。

【００６２】電源部の給電先の一つが、ノート型パーソ
ナルコンピュータ１メインボード１３であり、メインボ
ード１３にＣＰＵ１４が搭載される。メインボード１３
に接続される周辺装置の例として、モデム１５、ＤＶＤ
１６及びハードディスクドライブ１９が図示されてい
る。

【００６３】ＡＣアダプタ５から給電される場合、また
は電池パックから給電される場合の電源部の動作は、基
本的には従来と同じである。したがって、電源部の中
に、ＤＣ／ＤＣコンバータ、電源マイコン、電池充放電
制御ＩＣなどがあることは、従来と同じである。燃料電
池から給電される場合の動作は、従来とは大幅に異な
る。

【００６４】すなわち、ＡＣアダプタから入力される電
源電圧は、典型値としては１５ボルト程度であるのに対
し、本実施の形態の燃料電池の場合には、数ボルト程度
（稼動時の典型値としては２ボルト程度）が入力され
る。

【００６５】したがって、燃料電池との接続には専用の
コネクタ１７を用い、ＤＣ／ＤＣコンバータも基本的に
は専用のものを持たせる。電源マイコンは、従来どおり
の動作をする通常モードと燃料電池から給電される燃料
電池モードを明確に区別して動作する。

【００６６】電源マイコンは、ノート型パーソナルコン
ピュータ１がＯＦＦである状態において、どちらの電源
端子から給電が開始されたかを識別して自動的に動作モ
ードを設定するので、ユーザの操作ミスによるモード設
定ミスが発生しない。

【００６７】具体的には、図８に示すように、まず、電
源入力コネクタ１０から給電されているかを判断する
（Ｓ２５）。Ｓ２５において、電源入力コネクタ１０か
ら給電されていると判断された場合には、通常モードに
移行する（Ｓ２６）。

【００６８】一方、Ｓ２５において、電源入力コネクタ
１０から給電されていないと判断された場合には、燃料
電池専用の電源入力コネクタ１７から給電されているか
否かの判断が行なわれる（Ｓ２７）。

【００６９】そして、Ｓ２７において、燃料電池専用の
電源入力コネクタ１７から給電がされていると判断され
た場合には、燃料電池モードに移行する（Ｓ２８）。ま
た、Ｓ２７において、燃料電池専用の電源入力コネクタ
１７から給電がされていないと判断された場合には、Ｓ
２５の処理に戻る。

【００７０】なお、内蔵電池を主な電源として用いる場
合でも含めたより詳しい処理は図９を用いて後述する。
また、燃料電池専用モードについては、第１の実施の形
態において説明したので、ここでは説明を省略する。

【００７１】燃料電池モードと通常モードとの切り替え
は、ノート型パーソナルコンピュータ１がＯＦＦ状態で
ある時にだけ行われる。これは、前記ＣＰＵアーキテク
チャのレベルの低消費電力モードの切り替えを容易にす
るものであるが、ユーザの誤操作を防ぐ観点からも重要
である。

【００７２】すなわち、通常モードで電池により動作し
ているノート型パーソナルコンピュータ１に燃料電池を
つなぎこむようなことを許さず、本実施の形態において
は、通常モードで動作している場合に燃料電池が接続さ
れた場合には、画面に警告メッセージを表示した上で、
そのまま通常モードで動作を続ける。

【００７３】このようにすることにより、燃料電池モー
ドの解釈に曖昧さがなくなり、ユーザの期待とノート型
パーソナルコンピュータ１の動作とが食い違うことを防
止できる。

【００７４】図９に、本実施の形態に係るノート型パー
ソナルコンピュータのモード切替を説明するための状態
遷移図を示す。具体的には、本実施の形態においては、
電源制御マイコンのファームウェアとしてこれを実現し
ている。

【００７５】状態４０が、初期状態である。従来のノー
ト型パーソナルコンピュータの電源制御の全体が枠４４
の中であり、ここでは、状態４１の電源オンシーケン
ス、状態４２の稼動シーケンス及び状態４３の電源ＯＦ
Ｆシーケンスを示している。

【００７６】状態４０は、従来のＯＦＦ状態であり、電
源ＳＷがＯＮされた／ＡＣアダプタが接続された／リジ
ューム条件が成立した／Ｗａｋｅ Ｏｎ ＬＡＮ条件が
成立したなどのイベントによって、それぞれの処理シー
ケンスが始まる。

【００７７】電源スイッチがＯＮされた場合に実行され
る一連の処理が、状態４１−４３としてまとめて例示さ
れている。

【００７８】状態４０は、燃料電池モードと通常モード
との間で遷移できる唯一の中立状態である。

【００７９】この状態で燃料電池（ＦＣ）が接続される
と、燃料電池モードのＯＦＦ状態４５へ遷移する。ここ
で電源スイッチがＯＮされると、燃料電池モードでノー
ト型パーソナルコンピュータ１が起動される。

【００８０】しかし、Ｌｉ電池駆動などの通常モードの
場合と異なり、ノート型パーソナルコンピュータ１本体
の電源ＯＮシーケンスを開始する前に、まず燃料電池を
始動させるシーケンス４６を実行する。

【００８１】燃料電池の始動の仕方は、燃料電池装置の
設計によって大きく変わるので、このシーケンスの最初
では、まず、燃料電池装置の識別を行う。

【００８２】本実施の形態の場合、燃料電池用の電源入
力コネクタ１７は、通常のＡＣアダプタ用のコネクタ１
０と異なり、図１０に示したようにＩ² Ｃ通信のための
接続も併せもつ。

【００８３】ＣＬＩ２ＣとＤＡＩ２Ｃはそれぞれ、Ｉ²
Ｃ通信のためのクロック線とデータ線である。この通信
は、所要の信号線数の少ないものであれば、Ｉ² Ｃ通信
以外の方式でも同じように利用できる。

【００８４】燃料電池装置が種々の補助機能を併設した
ものであれば、ノート型パーソナルコンピュータ１の電
源制御マイコンから図１３のＩ² Ｃ通信線を介して燃料
電池へ送る指令は、基本的には始動指令だけでよい。

【００８５】この場合、燃料電池装置は自律的に燃料電
池セルの温度を上げ、さらに内蔵するダミー負荷を燃料
電池に接続して、燃料電池の出力を所定の値まで高め
る。このようにするのは、一般に燃料電池は、負荷応答
が非常に遅いからである。

【００８６】大きな負荷変動があった場合に、電流が安
定するまで１秒程度の時間を要することがある。したが
って、無負荷状態の燃料電池を使って直接ノート型パー
ソナルコンピュータ１を立ち上げようとすると、十分な
電力が供給されないという問題が生じる。

【００８７】燃料電池装置が基本的な機能しかもたない
安価なタイプの場合には、燃料電池モードにおいて電源
スイッチＯＮのイベントが発生したとき、電源マイコン
は、まず燃料電池の出力を、電気二重層コンデンサ１８
につないで、燃料電池を全負荷状態とし、電池の出力が
一定限度以上に上がったことを確認してから、電源ＯＮ
シーケンスを開始する。

【００８８】なお、燃料電池の種類と環境条件によって
は、この前にまず二次電池１２から図１０の電源線（＋
と−として表示）を介して逆に燃料装置の側へ電力を送
ってセルを予熱する必要があるケースもある。

【００８９】このとき、単純に燃料電池の出力線にコン
デンサを直接つなぎ、十分にその電源電圧が上がってか
ら電源ＯＮシーケンスを開始するのは、望ましくない。
十分に電源電圧が上がった状態では、図１１に示すよう
に、燃料電池の出力電流が大幅に減ってしまっているか
らである。周知のように、燃料電池の出力電流の立ち上
がりには他の電池に比べて非常に長い時間を要する。

【００９０】本実施の形態においては、図１２及び図１
３に示すように、電源マイコンの制御の下に、チャージ
ポンプ回路１１ｂを用いてダイオード１１ｃを介して能
動的にコンデンサ１８を充電する。ここで、チャージポ
ンプ回路１１ｂは、燃料電池２からのレベルの低い電圧
を昇圧する役割を有する。

【００９１】電源マイコンは、燃料電池及びコンデンサ
１８の電荷の状態を監視し、燃料電池が稼動状態になっ
たところで、ノート型パーソナルコンピュータをオンに
し、ノート型パーソナルコンピュータ１の電源ＯＮシー
ケンス４７を実行する。

【００９２】具体的には、図１２において、スイッチン
グトランジスタ１１ａに制御信号を出力し、スイッチン
グトランジスタ１１ａをオンにする。同時にチャージポ
ンプ回路１１ｂの動作を止める。これにより、燃料電池
の出力がノート型パーソナルコンピュータ１に供給され
る。

【００９３】なお、ノート型パーソナルコンピュータ１
の立ち上げの過程で、また、ノート型パーソナルコンピ
ュータ１稼動中に、停止している内蔵ＨＤＤ１９を起動
する局面を迎える。このときＨＤＤのモータを起動する
ことになるので、大きなラッシュ電流が流れる。上記の
電気二重層コンデンサ１８は、図１３に示すように、こ
のような急激な負荷の変動が燃料電池へ直接に伝わるの
を避ける働きも併せ持つ。

【００９４】なお、ある程度のシステム側の負荷の影響
が燃料電池２に及んでも許容することができる場合に
は、図１４に示すような構成の電源部１１を用いてもよ
い。この場合、チャージポンプ回路１１ｂによってコン
デンサ１８を充電し、燃料電池２の出力などが所定の値
に達した場合に、スイッチングトランジスタ１１ｅ、１
１ｆをオンにすることになる。

【００９５】再び図９の説明に戻る。電源ＯＮシーケン
ス４７は、従来の電源ＯＮシーケンス４１と同じである
が、電源を投入すべきコンポーネントの数は、消費電力
と機能を減らしているため、少なくなっている。

【００９６】これ以後は、燃料電池モードにおいても通
常モードとほぼ同じであるため、以下の説明は省略す
る。図の枠５１の中が、燃料電池モードにある状態であ
る。この中で、ノート型パーソナルコンピュータ１が何
らかの動作をしている状態においては、モードの遷移は
許されていない。

【００９７】ノート型パーソナルコンピュータ１がＯＦ
Ｆになって状態４５へ移った後で、初めてモードの変更
が許される。同様に、通常モードにある間、すなわち、
枠４４の中の状態にある間は、燃料電池モードへの遷移
は許されない。

【００９８】なお、通常モードにある間は、燃料電池か
らの電源入力端子１７は、電源部１１の中のスイッチで
切り離されている。したがって、ノート型パーソナルコ
ンピュータ１がたとえば電池駆動で稼動中にユーザが燃
料電池をつなぎこんだとしても、その時点では燃料電池
は実質的に切り離された状態のままであり、ユーザがノ
ードＰＣをＯＦＦにした後で、初めて中立モードを経て
燃料電池モードへ遷移する。

【００９９】燃料電池をつないでいるがノードＰＣはＯ
ＦＦになっている状態４５でたとえばＷａｋｅ Ｏｎ
ＬＡＮの条件が成立すると、中立モードにあってその条
件が成立したのと同じように動作する。

【０１００】すなわち、電池を電源としてノート型パー
ソナルコンピュータ１が起動され、Ｗａｋｅ Ｏｎ Ｌ
ＡＮの処理が開始される。このとき通常モードになるの
で、前述のように燃料電池からの電源は、切り離されて
ノート型パーソナルコンピュータ１とは無関係となる。

【０１０１】従って、本実施形態のノート型パーソナル
コンピュータシステムによれば、第１の実施の形態のコ
ンピュータシステムの効果に加えて、燃料電池の出力が
安定するまでの間、コンデンサに燃料電池を使用して充
電するので、システム全体のエネルギーロスが少なくな
る。また、コンデンサをシステムに直結しないようにし
ているので、過大なラッシュ電流が燃料電池に流れるの
を防止することができる。

【０１０２】

【発明の効果】以上詳記したように、本発明によれば、
燃料電池から発生する水がコンピュータに浸入する心配
のないコンピュータシステムを提供することができる。
また、出力電力及び出力電圧ともに低いという特徴を持
つ燃料電池でも正常に動作可能なコンピュータシステム
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係るノート型パー
ソナルコンピュータシステムを示す図。

【図２】ノート型パーソナルコンピュータの構成を示す
ブロック図。

【図３】ノート型パーソナルコンピュータの電源マイコ
ンの動作を説明するためのフローチャート。

【図４】燃料電池モードの第１の例を説明するためのフ
ローチャート。

【図５】燃料電池モードの第２の例を説明するためのフ
ローチャート。

【図６】燃料電池モードの第３の例を説明するためのフ
ローチャート。

【図７】本発明の第２の実施の形態に係るノート型パー
ソナルコンピュータの構成を示すブロック図。

【図８】電源マイコンの動作を説明するためのフローチ
ャート。

【図９】モード切替を説明するための状態遷移図。

【図１０】燃料電池とパーソナルコンピュータとのイン
ターフェイスを示す図。

【図１１】燃料電池の出力電圧が十分に上がるのを待っ
て、パーソナルコンピュータの電源をＯＮすると仮定し
た場合の燃料電池の出力特性を示す図。

【図１２】本実施の形態のノート型パーソナルコンピュ
ータの電源部を示す回路図。

【図１３】本実施の形態のノート型パーソナルコンピュ
ータの燃料電池の出力特性を示す図。

【図１４】本実施の形態のノート型パーソナルコンピュ
ータの電源部の他の例を示す回路図。

【符号の説明】

１…ノート型パーソナルコンピュータ、 ２…燃料電池、 ３…支持台、 ４…電源線、 ５…ＡＣアダプタ、 １０…電源入力コネクタ、 １１…電源部、 １１ａ，１１ｅ，１１ｆ…スイッチングトランジスタ、 １１ｂ…チャージポンプ回路、 １１ｃ，１１ｄ…ダイオード、 １２…電池パック、 １３…メインボード、 １４…ＣＰＵ， １５…モデム、 １６…ＤＶＤ再生／記録装置、 １８…コンデンサ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤原 直樹 東京都青梅市新町３丁目３番地の１ 東芝 デジタルメディアエンジニアリング株式会 社内 (72)発明者 佐藤 文孝 東京都青梅市今寺４−18−３ Ｆターム(参考） 5B011 DA07 DB00 DB20 EA04 GG04 GG10 JB10 LL00 MB11

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電源入力端子を有するパーソナルコンピ
   ュータと、 前記電源入力端子に接続される外付けの燃料電池とを具
   備することを特徴とするコンピュータシステム。
2. 【請求項２】 燃料電池を接続するための専用の燃料電
   池端子を有するパーソナルコンピュータと、 前記燃料電池端子に接続される外付けの燃料電池とを具
   備することを特徴とするコンピュータシステム。
3. 【請求項３】 前記燃料電池を起動するための指令を伝
   送するためのインターフェイスをさらに具備することを
   特徴とする請求項２記載のコンピュータシステム。
4. 【請求項４】 入力される電源出力に基づいて、電源が
   燃料電池であるか否かを判断する手段と、 前記電源が燃料電池であると判断された場合に、動作モ
   ードを燃料電池を電源として使用するための燃料電池モ
   ードに切り換える手段とを具備することを特徴とするパ
   ーソナルコンピュータ。
5. 【請求項５】 前記燃料電池モードにおいては、ＣＰＵ
   を低消費電力モードで動作させることを特徴とする請求
   項４記載のパーソナルコンピュータ。
6. 【請求項６】 前記燃料電池モードにおいては、所定の
   アプリケーションプログラムを実行しないことを特徴と
   する請求項４記載のパーソナルコンピュータ。
7. 【請求項７】 前記パーソナルコンピュータに内蔵され
   る内蔵電源をさらに具備し、 前記燃料電池モードにおいては、前記内蔵電源を電源と
   して利用しないことを特徴とする請求項４記載のパーソ
   ナルコンピュータ。
8. 【請求項８】 前記燃料電池モードにおいては、所定の
   周辺装置を起動しないことを特徴とする請求項４記載の
   パーソナルコンピュータ。
9. 【請求項９】 前記燃料電池モードへの切り換えは、前
   記パーソナルコンピュータがオフ状態にある場合に行な
   われることを特徴とする請求項４記載のパーソナルコン
   ピュータ。
10. 【請求項１０】 外付けの燃料電池が接続されたパーソ
    ナルコンピュータの電源がオンされた場合に、前記燃料
    電池を起動し、 前記燃料電池の出力値が所定の出力値よりも大きくなっ
    たか否かを判断し、 前記燃料電池の出力値が所定の出力値よりも大きくなっ
    た場合に、前記パーソナルコンピュータの電源がオンさ
    れた場合に実行されるシーケンスを実行することを特徴
    とするパーソナルコンピュータの起動方法。
11. 【請求項１１】 前記燃料電池の出力値が前記所定の出
    力値よりも小さい場合に、前記燃料電池の出力エネルギ
    ーを前記パーソナルコンピュータに設けられたコンデン
    サに蓄わえるステップをさらに具備することを特徴とす
    る請求項１０記載のパーソナルコンピュータの起動方
    法。
12. 【請求項１２】 外付けの燃料電池が接続されたパーソ
    ナルコンピュータの電源がオンされた場合に、前記燃料
    電池を起動する手段と、 前記燃料電池の出力値が所定の出力値よりも大きくなっ
    たか否かを判断する手段と、 前記燃料電池の出力値が所定の出力値よりも大きくなっ
    た場合に、前記パーソナルコンピュータの電源がオンさ
    れた場合に実行されるシーケンスを実行する手段とを具
    備することを特徴とするパーソナルコンピュータ。
13. 【請求項１３】 前記燃料電池の出力値が前記所定の出
    力値よりも小さい場合に、前記燃料電池の出力エネルギ
    ーを蓄えるためのコンデンサをさらに具備することを特
    徴とする請求項１２記載のパーソナルコンピュータ。