專利名稱：用于手持電話機的智能化電池充電的制作方法
背景本發(fā)明涉及對在一個便攜式電子裝置，例如，像一個便攜式蜂窩電話機、無繩電話機、尋呼機等這樣的移動無線電通信系統(tǒng)中電池的充電。本發(fā)明特別是涉及利用電話機中的控制邏輯電路把一個恒定電流從一個充電器傳送給一個電池的方法和裝置。
移動通信技術已經從早期的模擬系統(tǒng)進化而來，例如，在斯堪的納維亞的NMT450和NMT900系統(tǒng)、在美國的AMPS系統(tǒng)、和在英國的TACS和ETACS服務，發(fā)展到數(shù)字系統(tǒng)，例如，在歐洲用于移動通信的G1obal系統(tǒng)(GSM)和在北美洲中的美國數(shù)字蜂窩系統(tǒng)(ADC)。現(xiàn)代數(shù)字通信系統(tǒng)除了其它的數(shù)字服務、傳真發(fā)送和短的信息服務之外能夠進行電話傳輸。
像蜂窩電話機這樣的移動通信裝置最好是小的、重量輕和便宜，還表現(xiàn)出良好的電池特性并且能夠提供許多服務。該通信裝置沒有任何不需要昂貴的并且增加了裝置的尺寸和重量的外部連接器。為了保證一個電池供電的通信裝置的適當操作，對電池的正確充放電要求是頗為挑剔的。最好，當電池正在充電時通信裝置應是可操作的，以致于為了對電池再次充電而不需要反復地中斷操作。
在用于對一個便攜式通信裝置中的電池進行充電的已知技術中是通過通信裝置把一個電池充電器與電池連接。通過把一個蜂窩電話機放置在一個汽車中的插銷電池-充電保持架中能夠進行這樣的連接。經常包括這樣一個開關，僅當電池被充滿電時，該開關操作使充電電流被關斷。只有當蜂窩電話機被放置在觸接保持架中時，才將電荷傳送給電池。由于在通話期間電荷被消耗，所以蜂窩電話機必須被放回到觸接保持架中以便再次對電池充電并且可能產生中斷。此外，這些裝置不識別電池的不同類型，以致于一個蜂窩電話機可能地被連接到一個不適應的充電器上，而這會導致不正確的充電和可能損壞電池。
為了克服不正確充電的問題，U.S專利號5,164,652和5,237,257中公開了這樣的裝置，該裝置判定與充電器連接的電池的類型并且相應地調整充電參數(shù)，以使電池被正確地充電。為了防止對電池進行不正確的放電，U.S專利號5,177,426中公開一種裝置，該裝置利用在充電器中的一個電路來停止電流從電池流入到電話機中。這樣的裝置典型地利用了作為充電器的一部分的邏輯電路，它增加充電器的費用和蜂窩系統(tǒng)的整個費用。
其它的已知電池-充電裝置包括“智能電池”，該電池存儲與電池狀態(tài)、充電量和包括在電池單元中的電路中的放電量相關的信息。另外已知的裝置是“智能充電器”，該智能充電器檢測一個相連接的電池的狀態(tài)并且相應地對電池充電。
在便攜式蜂窩電話機中這樣的裝置是不希望，因為它們把一些部件加到了電池和充電器上，這就增加了電話機的整個費用和重量。最好把所有需要的邏輯電路設置在電池和充電器的外部，它與現(xiàn)有電路結合在一起將是成本上更有利的。
在歐洲專利公開號EP0450783A2中公開了另外一種用于對電池充電的裝置，該專利文獻中示出了在電話機中的一個控制邏輯電路，用于控制一個外部充電器。在這個裝置中，在電話機和外部充電器之間必須有兩路耦合，它需要一個控制線并且導致了一個復雜的電池充電過程。
概述本發(fā)明的一個目的是利用簡單的控制邏輯電路來控制在一個便攜式可充電裝置中電池的充電，例如一個蜂窩電話機，該控制邏輯電路容易地與便攜式裝置中的現(xiàn)有電路結合起來。
本發(fā)明的另一個目的是防止利用一個不適合的電池充電器對一個電池進行不正確的充電。
本發(fā)明的另一個目的是保持一個電池恒定的電流電平，以致于電池不被過充電，并且再次對電池充電也不中斷便攜式裝置的操作。
本發(fā)明的另一個目的是利用在便攜式裝置中的電路來控制電池的充電而在電池充電器或電池中不需要控制電路。
根據(jù)本發(fā)明，一種電池充電器能夠利用一個長期的恒定電流對在一個便攜式裝置例如一個蜂窩無線電電話機中的電池進行充電，即使當該單元正在被使用時也能夠對電池充電。利用在該裝置中的電路來控制充電電流，因此避免了在充電器或電池中需要控制電路。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，插入一個電池-充電器連接器以便裝配一個與便攜式裝置中的電池類型對應的充電器，因此，電池適當?shù)嘏c一個適合的電池充電器連接。根據(jù)本發(fā)明另一個方面，提供一個簡單的接觸器以便把一個電池充電器與電池連接。當充電器沒有與電池連接時，還可以提供一個帶夾來蓋住電池-充電器連接器，以便防止電池被短路。
附圖簡述本發(fā)明的特征和優(yōu)點通過結合下面附圖的描述將變得更明顯。


圖1是一個蜂窩系統(tǒng)圖，在該圖中一個電池充電器與在一個蜂窩電話機中的電池連接；和圖2是圖1中的電池充電器、電池和蜂窩電話機的詳圖。
詳細描述圖1示出了一個在蜂窩電話機2中的可充電電池，該蜂窩電話機2與一個電池充電器3連接。電話機2可以是一個普通的手持蜂窩電話機，它包括一個無線電收發(fā)信機、鍵盤和通常在蜂窩電話機中發(fā)現(xiàn)的其它特征，這些其它的常規(guī)特征在此不進行詳細的描述。電話機2由電池1來供電，它也可以是通常用于為蜂窩電話機供電的任何型式的電源。
電池充電器3是一種簡單AC/DC或DC/DC變換器，例如它能夠適合于插入到常規(guī)的墻插座中或與一個汽車中的香煙點火器連接。電池充電器3能夠產生一個接近600毫安(mA)的高電平電流用于對電池進行快速充電。電池充電器3通過電池-充電器連接器4把電流提供給電池1和電話機2。
如在圖2中所示的，電池-充電器連接器4與電池1的地端連接并且通過單導體5把充電電流提供給電話機2。例如，電池-充電器連接器4能夠被設置在電池1的底部并且通過一個電纜與電池充電器3連接。
根據(jù)電池的類型能夠制造不同的電池-充電器連接器4，即，連接器能夠這樣地制造，以致于該連接器僅能被插入并適配一個與電池類型相同的電池充電器。這是很重要的，因為雖然不同類型的電池，例如鎳-鎘、鉛-酸、堿性、鋰等等電池能夠經常地可相互交換地被用于給蜂窩電話機供電，但是這些電池具有不同的特性并且需要不同的充電速率和條件。例如，適合一種類型電池的充電電流對于另一種類型的電池來說就太大了，并且在極端的情況下，可能引起其它類型電池的爆炸。通過使用一個電池-充電器連接器，該電池-充電器連接器適合插入一個與在電話機中的電池類型相同的電池充電器，它能夠保證該電池被適當?shù)爻潆?，從而將延長該電池的使用壽命。
參照圖2，利用一個單導體5和一個電池-電話機連接器6通過電池1把一個充電電流直接地提供給電話機2。需要三個接觸器通過電池-電話機連接器6把電池與電話機連接起來。第一和第二個接觸器把電池1的正端和負端分別地與電話機2中的正端和負端連接起來。第三個接觸器把電池與在電話機中的控制電路連接起來。這些接觸器能夠被制造成一個部件以便把費用減小到最小。
在電話機中的控制電路包括一個開關7、一個控制邏輯電路8和一個電流傳感器9。當電池正在被充電時開關7被閉合，而當電池沒有被充電時開關7被打開。通過重復打開和閉合，開關7控制從充電器來的電流的流動。控制邏輯電路8操作開關7并且能夠容易被加入作為在電話機中現(xiàn)有電路的一小部分?？刂七壿嬰娐?檢測電池的狀態(tài)并且與電流傳感器9互通。根據(jù)這個信息，控制邏輯電路8打開和閉合開關7，控制從電池充電器3來的電流流動，以致于在一個長的時間周期上電流的流動是恒定的。
開關7、控制邏輯電路8和電流傳感器9能夠容易地與在電話機中現(xiàn)有電路結合在一起，以致于保持該電話機電路的簡單。由于利用在電話機中的控制電路來控制充電電流，所以在電池和充電器中不需要控制電路，這樣電池和充電器能夠被制造得盡可能的簡單。一個低費用未穩(wěn)壓的AC/DC變換器或DC/DC變換器能夠被用于電池充電器3，并且任何被用在蜂窩系統(tǒng)中的常規(guī)電池能夠被用作為電池1，這樣導致了一個簡單和便宜的綜合通信系統(tǒng)。此外，利用一個簡單的充電器和常規(guī)的電池能夠在充電器/電池故障的情況下容易進行替代，因此，能夠容易地維持該通信裝置的正常工作狀態(tài)。
根據(jù)從電流傳感器9來的信息，利用控制邏輯電路8以一個頻率和占空因數(shù)使開關7打開和閉合，該占空因數(shù)導致了從充電器提供一個長期的恒定電流流動。為了對一個放電的電池進行充電，電流電平被設置到高電平，例如600mA，用于一個快速充電。在控制邏輯電路8確定電池被充滿電之后，利用開關7的操作把充電電流轉換到一個低電平，以便避免過充電和損壞電池。
當電話機進入操作時，在電話機中利用相同的用于快速充電的控制邏輯電路8，通過開關7的操作使充電電流被接通。該充電電流被設置到一個與由電話機操作損耗的正常電流量對應的電平。因此，即使在電話機的操作期間，電池被保持充滿電而不過充電。由于相同的電路被用于快速充電和用于在電話機操作期間的正常充電，所以整個通信系統(tǒng)的費用和尺寸被減小。
像一個二極管這樣的整流器10與開關7和電流傳感器9串聯(lián)連接作為一個安全措施。即使在電池充電器3中或在電池-充電器連接器4中的一個短路的情況下，整流器10能夠防止電池短路。開關7、電流傳感器9和整流器10能夠以多種方式串聯(lián)連接，這些方式對于本領域里的技術人員來說是顯而易見的。
一個簡單電池充電接觸器可以被用于代替電池-充電器連接器4或與電池-充電器連接器4一起使用。例如，兩個小接觸點11可以被設置在電話機的后面，用于與電池充電器3連接。通過把這些接觸器設置電話機的后面，能夠通過一個底架或觸接架對電池進行充電。
接觸點11可以被隱藏在一個帶夾的后面。該帶夾允許使用者把電話機系到一個帶或衣服上的某些其它物品上，因此允許電話機被攜帶同時使手保持自由。當該電話機沒有被放置在保持架中時，該帶夾也能通過避免短路保證良好的通信連接，例如，由于與像鑰匙等這樣的導電物體接觸而引起的短路。為了防止短路的額外措施是整流器10能夠與接觸點11連接。
充電器通過一個在電話機上的接觸器12也能夠與電池1直接地連接，盡管這樣是更昂貴但可以防止把某種電池插入到某種充電器中。例如，為了容易地插入，接觸器12能夠被設置在電話機2的側面。
如上所述，本發(fā)明提供一種電池充電器，該充電器能夠利用一個長期的恒定電流對在一個蜂窩單元中的電池進行充電，即使當該單元正在被使用時。利用在蜂窩單元中的電路來控制充電電流。因此避免了在充電器或電池中需要的控制電路。一個電池-充電器連接器僅能夠插入并適配一個與電話機中的電池類型對應的充電器，因此，保證了適當?shù)某潆?。當充電器沒有與電池連接時，可以提供一個帶夾來蓋住電池-充電器連接器，以便防止電池被短路。
雖然為了說明的目的已經描述了本發(fā)明的一個蜂窩電話機的實施例，但是本發(fā)明不限于蜂窩電話系統(tǒng)。本發(fā)明適合于移動通信系統(tǒng)，例如，尋呼機、無繩電話機等，也適合于任何便攜式可充電電子裝置。本發(fā)明的各種變化和變型都屬于附加權利要求所限定的精神和保護范圍之內。
權利要求
1.一種控制便攜式可充電電子單元中電池的充電電流的方法，包括步驟把一個充電電流從一個電池充電器提供給便攜式可充電電子單元中的電池；和利用在便攜式可充電電子單元中的控制邏輯電路來控制充電電流的流動。
2.根據(jù)權利要求1的方法，其中便攜式可充電電子單元是一個移動通信單元。
3.根據(jù)權利要求1的方法，其中AC/DC變換器和DC/DC變換器中的一種變換器被用作為電池充電器。
4.根據(jù)權利要求1的方法，其中通過用于不同類型電池的不同類型的電池-充電器連接器來提供充電電流。
5.根據(jù)權利要求1的方法，其中通過一個接觸器把充電電流從電池充電器提供給電池。
6.根據(jù)權利要求5的方法，其中利用一個夾子來蓋住接觸器。
7.根據(jù)權利要求1的方法，其中控制步驟包括把由電池充電器提供的充電電流接通和關斷的步驟。
8.根據(jù)權利要求7的方法，其中充電電流被接通和關斷以能夠獲得一個長期的恒定電流。
9.根據(jù)權利要求1的方法，其中控制步驟包括檢測由電池充電器提供的充電電流的一個電流電平的步驟。
10.根據(jù)權利要求1的方法，其中控制步驟包括步驟檢測由電池充電器提供的充電電流的一個電流電平；和根據(jù)檢測的電流電平把由電池充電器提供的充電電流接通和關斷。
11.一種用于控制便攜式可充電電子單元中電池的充電電流的裝置，包括用于把一個充電電流從一個電池充電器傳送給便攜式可充電電子單元中電池的裝置；和用于控制充電電流的流動的裝置，該裝置包括一個在便攜式可充電電子單元中的控制邏輯電路。
12.根據(jù)權利要求11的方法，其中便攜式可充電電子單元是一個移動通信單元。
13.根據(jù)權利要求11的方法，其中電池充電器3是一個AC/DC變換器和一個DC/DC變換器中的一種變換器。
14.根據(jù)權利要求11的方法，其中傳送裝置包括用于對應不同類型電池的不同類型的電池-充電器連接器。
15.根據(jù)權利要求11的方法，其中傳送裝置是一個接觸器。
16.根據(jù)權利要求15的方法，其中利用一個夾子來蓋住接觸器。
17.根據(jù)權利要求11的方法，其中控制裝置包括用于把由電池充電器傳送的充電電流接通和關斷的裝置。
18.根據(jù)權利要求17的方法，其中開關裝置把充電電流接通和關斷以便獲得一個長期的恒定電流。
19.根據(jù)權利要求11的方法，其中控制裝置包括用于檢測由電池充電器傳送的充電電流的一個電流電平的裝置。
20.根據(jù)權利要求11的方法，其中控制裝置包括用于檢測由電池充電器提供的充電電流的一個電流電平的裝置；和用于根據(jù)由檢測裝置檢測的電平把由電池充電器提供的充電電流接通和關斷的裝置。
全文摘要
一種電池充電器利用一個長期的恒定電流對象一個蜂窩電話機這樣的便攜式可充電電子裝置中的電池進行充電,即使當該裝置正在被使用時。利用在便攜式裝置(8)中的電路來控制充電電流,由此避免了在充電器或電池中需要的控制電路。一個與在便攜式裝置中的電池類型對應的電池—充電器連接器(4)被插入以便裝配一個與電池類型匹配的充電器,因此,保證了適當?shù)某潆?。此?一個簡單接觸器把電池充電器與電池連接起來。當充電器沒有與電池連接時一個帶夾蓋住電池—充電器連接器,以便防止電池被短路。
文檔編號H02J7/34GK1183859SQ9619377
公開日1998年6月3日 申請日期1996年5月3日 優(yōu)先權日1995年5月8日
發(fā)明者B·M·G·林奎斯特, H·M·漢森 申請人:艾利森電話股份有限公司