CN1311913A - 双线多速率电池充电器 - Google Patents

Abstract

一种电池充电器包括具有第一和第二端的充电电路的第一部分,用于在电源电路中检测选择的信号序列的第一检测器,以及用于响应所述第一检测器检测所选择的信号序列而在电源电路中从第一输出电平切换到第二输出电平的调节器。通信装置具有用于可充电电池的一个端口,并且包括通过电源电路的第二部分,其具有可与所述第一和第二端相连接的第三和第四端以及可连接到在该端口中的可充电电池的端子的第五和第六端。该通信装置还具有在由处理器所控制的充电电路的第二部分中的开关,当需要第二输出电流的电池在该端口中时,该处理器其适合于响应第二检测器检测选择状态,根据所选择信号序列控制该开关。该调节器还可以响应例如过量电流或充电电路中的故障这样的选择状态,断开该电路的第一部分。使用对移动通信装置电池进行充电的方法,通过连接该端子以闭合其中具有电池充电电路,检测所选择状态的存在(这种状态的存在使得在该电路第二部分中的开关自动根据所选择序列而切换),并且响应根据所选择序列而切换的开关选择用于外部电流源的第二输出电平。

Description

双线多速率电池充电器

发明背景

技术领域

本发明涉及电池充电器，特别涉及可用于用不同电流充电的移动通信装置的不同电池的充电器。

技术背景

大部分移动通信装置，例如蜂窝式电话，由连接到该装置并且定期充电的便携式电池所供电。

在许多情况中，提供把电池从电话中取出并充电的电池充电器。但是，在这种情况下，在充电过程中电话不能够使用，或者必须在对第一块电池充电时使用第二块电池。

另外，一些电池充电器用于对在电话上的电池进行充电。这种充电器使得在电池充电时能够使用电话。一般来说，充电可以通过把双线充电器输出连接到电话上的双线充电输入端而实现。

但是，作为一个当前的例子，现在市场上所用的3伏平台电话可以使用以不同速率充电的不同电池。用于这种电话的小电池(例如，450mAh)电池可以由来自充电器的大约700mAh的输出安全充电。较大的电池可以使用较大的输出(例如，900mAh)来安全充电，但是使用这种较大输出来对小电池充电会损坏小电池。结果，为了安全地在这种电话中对电池充电，需要仅仅700mAh的最大输出进行充电(以保证如果在该电话中具有小电池也不会使其受到损坏)，但是这意味着大电池不能够被尽可能快地充电。也就是说，尽管较大电池可以用具有例如900mAh的较大输出来更快地充电(无论这种输出是由充电器唯一提供或者可以通过手动选择从几个选项中选择)，但是如果该电话被无意中被置于具有这种较大输出的充电器中，而该电话具有较小电池，则电池会被损坏。另外，尽管一条附加引线(例如，三线通信电路)可以从电话向充电器提供关于所充电电池的类型的信号，用于自动选择适当的输出，但是这种附加电路在充电器接口连接器上与大多数其它仅仅用于双线接口的附件系统连接器不兼容。

另外，在许多情况中，当用于车载充电器中，电话通常在充电器中使用，当发射时，电话比关闭一般充电器时需要更大的电流。在该电话置于自动充电器中的情况下，当电池几乎被放电然后开始使用时，在后续的发射过程中连续逐步地从电池放电(当来自充电器的电流必须由来自电池的电流来补充时)可能导致掉线，则如此放电的电池需要一些时间来把足够的电能存储在电池中，以使得用户重新连接中断的呼叫。

本发明解决上述一个或多个问题。

发明概述

在本发明一个方面中，提供通信装置和外部电源。外部电源包括：具有第一和第二端的电源电路的第一部分；第一检测器，用于在电源电路中检测选择的信号序列；以及调节器，用于响应第一检测器检测所选择的信号序列，在电源电路中从第一输出电平切换到第二输出电平。通信装置包括：电源电路的第二部分，其具有可与第一和第二端相连接的第三和第四端；第二检测器，用于检测第二输出电平适合于该电源电路的选择状态；在电源电路的第二部分中的开关；以及处理器，其适合于响应第二检测器检测选择状态，根据所选择信号序列控制该开关。

在本发明这一方面的一个优选形式中，选择状态是在电源电路的第二部分中能够由在电源电路中的第二输出电平来安全充电的可充电电池。在本发明这一方面的另一个优选形式中，选择状态是在信号发射模式中的通信装置。

在本发明这一方面的另一个优选形式中，调节器把电源电路缺省设置为第一功率电平，直到检测到所选择信号序列为止。

在本发明这一方面的另一个优选形式中，调节器响应第二选择状态，把电源电路的第一部分切换到第三输出电平。在优选形式中，第二选择状态是在电源电路中的额外电流，或者表示电源电路中的故障的电流电平，并且第三输出电平小于第一和第二输出电平。

在本发明另一个方面中，提供一种电池充电器和通信装置。充电器包括：具有第一和第二端的充电电路的第一部分；检测器，用于检测在充电电路中选择的信号序列；以及调节器，用于响应检测器检测的选择信号序列，在充电电路中从第一输出电平切换到第二输出电平。通信装置具有用于可充电电池的端口，并且包括通过电池端口的充电电路的第二部分，其具有可连接第一和第二端的第三和第四端，以及可连接在端口中的可充电电池的端子的第五和第六端。通信装置还具有在由处理器所控制的充电电路的第二部分中的开关，当需要第二输出电平的电池处于端口中，该处理器适合于根据选择信号序列控制该开关。

在本发明该方面的一个优选形式中，检测包括检测在充电电路的第一部分中的电阻器上的电压降的电压检测器，以及检测电压降出现次序是否等于所选择信号序列的检测器电路。

在本发明该方面的另一个优选形式中，调节器响应所选择状态，把充电电路的第一部分切换到第三输出电平。在优选形式中，所选择状态是在充电电路中的过量电流，或者表示在充电电路中的故障的电流电平，并且第三输出电平小于第一和第二输出电平。

在本发明该方面的另一个优选形式中，在第一和第二端初始连接到第三和第四端以及第五和第六端初次连接到电池端时，调节器把充电电路缺省设置为第一电源电平。在另一个优选形式中，在检测器检测到充电电路中的所选择信号序列之后，调节器在充电电路中保持第二电源电平。

在本发明另一具方面中，提供一种向移动通信装置电池供电的方法。通过该方法，外部电流源的充电电路的第一部分的两端与其中具有电池的通信装置中的充电电路的第二部分的两端相连接。外部电流源具有第一输出电平以及可选择的第二输出电平。检测出现的选择状态，这种状态的出现使得充电电路的第二部分中的开关自动地根据所选择序列而切换。响应根据所选择序列切换的开关，选择用于外部电源的第二输出电平。

在本发明该方面的一个优选形式中，选择状态由移动通信装置所发射。

在本发明该方面的另一个优选实施例，选择状态是可用第二输出电平充电的电池处于该通信装置中。

本发明的一个目的是提供用于对通信装置的可充电电池充电的最大效率。

本发明另一个目的是提供一种多速率电池充电器，它仅仅需要可连接到具有要充电的电池的移动通信装置的双线输入端的双线输出端。

本发明另一个目的是提供一种多速率电池充电器，其可以安全地使用不同类型的电池，而不损坏被充电的特定电池。

图1为本发明的优选实施例的示意图。

本发明的一个优选实施例在图1中示出。

例如蜂窝式电话这样的移动通信装置10包括可连接到可充电电池20的端子或引线16、18的两个端子或引线12、14。如本领域内所公知的，充电电池20把电能提供给通信装置10，使其能够移动，即，不需要连接到固定电源而使用。通信装置10的工作部件未示出，尽管应当知道本发明可以被实际包含到任何电池供电的移动通信装置10，其具有用于对安装在该通信装置10中的电池20进行通信的双线输入端。

充电器30包括可连接到通信装置10上的端子或引线36、38的两个端子或引线32、34。通信装置的端子36、38最好是双线充电输出端，具有用于连接到该装置的双线输入端的适当的适配器，该双线输入端例如是当前在市场上在多种通信装置中公用的双线输入端。

在通信装置10中的充电电路的部分包括例如晶体管这样的开关40，其状态是由充电算法控制器44控制的适当微处理器42所设置的。具体来说，控制器44控制处理器42，以根据取决于通信装置10的条件/状态和/或连接到通信装置10的电池20的类型的所选择时序或者“标识”而切换该开关40，如下文中进一步描述。

充电电路包括切换调节电路50，其在所选择电平之间控制充电器30的输出。例如，充电器30可以工作在700mA输出(这是对450mAh的小电池来说的安全电平)或者工作在900mA输出(这是用于对较大电池充电的安全电平，但是会损坏450mAh的小电池)。调节控制电路52控制切换调节电路50，用于在输出电平之间切换。

例如，在一个优选形式中，当正在使用通信装置10时，充电器30可以自动切换到较高电平。在这种情况下(例如，当该电话用于车载充电器中)，充电器30能够以更高的电平提供电流，以在呼叫过程中提供用于发射的适当功率(和/或即使当该装置10使用更大的功率时，也能够提供适当的电能继续对电池20充电)。在另一个优选形式中，充电器30缺省工作于较低的“安全”电平，也就是说，用于该通信装置10的所有电池都可以安全充电的电平(例如，上述的700mA输出)。在任何一种情况中(或者在充电器30需要提供更高的输出电平的其它状态下)，充电器30可以自动根据下述情况自动切换到较高输出电平。

具体来说，通信装置10识别其自身的条件/状态(例如，它是否处于待机、接收或发射状态)。如果它处于仅仅需要低电能的状态，则充电器30将提供缺省的较低输出，并且充电算法控制器44和微处理器42所做的仅仅是保持开关40闭合，以允许电流通过充电电路，用于充电。

当装置10吸收较大电流时，例如当发射时，充电算法控制器将使微处理器42根据所选择时序对开关40进行闭合和切断，有效地根据该时序导通和切断充电电路中的电流。电压检测器54连接到充电电路，以检测在充电电路中电阻器56上的任何电流降。如果具有电流通过(即，开关40闭合)，则在电阻器56上会有电压降，如果没有电流通过(即，开关40断开)，则在电阻器上没有电压降。

电压检测器54连接到适当的信号检测器电路60，其识别电压检测器54是否发送表示电压降的信号，该电压降与充电算法控制器44的所选择时序相一致，表示需要较大电流电平的状态。如果这样一种时序被检测，则检测器电路60把一个高速率信号62发送到调节控制电路52，其使得切换调节电路50切换为较高输出电平。

信号检测器电路60还被选择来响应由装置10所发送的第二所选择时序，发送一个低速率信号60，来表示发射的结束，用于在后续的低功率使用中继续进行安全充电。

另外，在另一个优选形式中，其中可能存在不同的电池类型，通信装置10识别其中安装有哪种电池20。如图中所示，电池20可以具有通过线路68连接到微处理器42的通信指示器，以向微处理器42提供关于电池20的类型的信息。

如果在电话中的是需要充电器30的缺省较低输出的小电池20，响应端子36、38到端子32、34的连接，以闭合充电电路，充电算法控制器44和微处理器42所做的仅仅是保证开关40被闭合，以使得电流流过充电电路用于充电。

但是，如果识别出在通信装置中的是可以用较高输出电流来充电的大电池20，则充电算法控制器将使得微处理器42根据所选择时序把开关40闭合或断开，有效地根据该时序而导通和切断在充电电路中的电流。信号检测器电路60识别电压检测器54是否发射表示电压降的信号，该电压降与充电算法控制器44的所选择时序相一致，表示在通信装置10中有大电池20。如果这样的时序被检测，则检测器电路60把高速率信号62发送到调节控制电路52，其使得开关调节电路50切换到较高输出电平，用于最大效率地对通信装置10中的大电池20进行充电。

信号检测器电路60还可以被选择为响应在电压检测器54没有检测到电压的连续周期(本质上检测另一个所选择时序)，发送一个低速率信号64，这种状态表示在充电电路中没有电流(无论缺少连接的通信装置10或者电池20)来有效地把切换调节电路50切换到“安全”缺省输出电平，以准备对新电池20进行充电。

现在应当认识到通过本发明，电池充电器30可以被有效地设置到适当的电流输出，而不要求用户来设置适当的模式(这种要求实际上会产生大量错误而导致大量电池的损坏)，并且不需要在通信装置10和充电器20之间存在附加的通信线。

电压检测器54还直接(在70)连接到调节控制电路52，从而作为一种安全措施，表示在充电电路中的短路的大电压使得调节控制电路52改变切换调节电路50。例如，在这种状态下，电路50将改变为较低的安全功率电平，或者完全关闭(例如，通过烧断适当的保险丝器件)，或者可以逐步调整，直到在70检测到安全功率电平。改变为较低安全功率电平比完全关闭更好，使得通信装置10任何时候都保持通电。

应当认识到，即使对于小电池20，当通信装置10被使用时，本发明可以用于增强充电。也就是说，当装置10使用特别大的功率时，例如当蜂窝式电话发射时，充电算法控制器44还可以设置为使得开关40根据在充电过程中选择的时序而切换。当存在小电池20并且大功率的使用结束时(例如，发射结束)，在这种情况下的算法控制器44还可以使得开关40根据不同时序而切换。也就是说，当检测到对应于不同选择时序的电压时，信号检测器电路60将发射低速率信号64，从而把切换调节电路50返回到较低的“安全”功率输出，用于正常充电。

另外应当认识到，除了充电器30所要求的双功率输出之外，本发明还可以用于多个不同时序，用来表示不同类型的电池20，并且控制切换调节电路50在多个用于充电的功率输出电平之间选择。这种结构不但用于通信装置10，而且还用于不同电池20，但是还用来产生具有可用于多种不同通信装置10的通用双线连接器的通用充电器30。

根据上文所述，信号检测器电路60可以被选择来检测各种不同时序，从而使得各种不同输出电平被提供于充电电路中。例如，可以响应表示处于待机模式的装置中的一个电池类型的时序来提供一个输出电平，响应表示在发射模式中的装置内的该电池类型的第二时序提供第二输出电平，响应表示在待机模式的装置中的第二电池类型的第三时序而提供第三输出电平，如此等等。

从对说明书、附图和所附权利要求的研究可以获得本发明的其它方面、目的和优点。但是，应当知道，本发明可以使用在本发明的所有目的和优点范围内的其它形式，并且将实现如上文所述的优选实施例。

Claims (17)

1．一种通信装置和外部电源，其中：

外部电源包括：

具有第一和第二端的电源电路的第一部分；

第一检测器，用于在电源电路中检测选择的信号序列；以及

调节器，用于响应所述第一检测器检测所选择的信号序列，在电源电路中从第一输出电平切换到第二输出电平；以及

通信装置包括：

电源电路的第二部分，其具有可与所述第一和第二端相连接的第三和第四端；

第二检测器，用于检测第二输出电平适合于该电源电路的选择状态；

在电源电路的所述第二部分中的开关；以及

处理器，其适合于响应第二检测器检测选择状态，根据所选择信号序列控制该开关。

2．根据权利要求1所述的通信装置和外部电源，其特征在于，所述选择状态是在电源电路的第二部分中能够由在电源电路中的第二输出电平来安全充电的可充电电池。

3．根据权利要求1所述的通信装置和外部电源，其特征在于，所述选择状态是发射信号的通信装置。

4．根据权利要求1所述的通信装置和外部电源，其特征在于，所述调节器把所述电源电路缺省设置为所述第一功率电平，直到检测到所选择信号序列为止。

5．根据权利要求1所述的通信装置和外部电源，其特征在于，所述调节器响应第二选择状态，把电源电路的第一部分切换到第三输出电平。

6．根据权利要求5所述的通信装置和外部电源，其特征在于，所述第二选择状态是在电源电路中的额外电流，并且所述第三输出电平小于所述第一和第二输出电平。

7．根据权利要求5所述的通信装置和外部电源，其特征在于，所述第二选择状态是表示电源电路中的故障的电流电平，并且所述第三输出电平小于所述第一和第二输出电平。

8．一种电池充电器和通信装置，其中：

充电器包括：

具有第一和第二端的充电电路的第一部分；

检测器，用于检测在充电电路中选择的信号序列；以及

调节器，用于响应检测器检测的选择信号序列，在充电电路中从第一输出电平切换到第二输出电平；以及

通信装置具有用于可充电电池的端口，所述装置包括：

通过电池端口的充电电路的第二部分，其中包括：

与可连接所述第一和第二端的第三和第四端，以及

可连接到在所述端口中的可充电电池的端子的第五和第六端，以及

在由处理器所控制的充电电路的所述第二部分中的开关，当需要第二输出电平的电池处于端口中，所述该处理器适合于根据所述选择信号序列控制该开关。

9．根据权利要求8所述的电池充电器和通信装置，其特征在于，所述检测器包括：

检测在充电电路的第一部分中的电阻器上的电压降的电压检测器；以及

检测电压降出现次序是否等于所选择信号序列的检测器电路。

10．根据权利要求8所述的电池充电器和通信装置，其特征在于，所述调节器响应在所述充电电路中的所选择状态，把所述充电电路的第一部分切换到第三输出电平。

11．根据权利要求10所述的电池充电器和通信装置，其特征在于，所选择状态是在充电电路中的过量电流，并且所述第三输出电平小于所述第一和第二输出电平。

12．根据权利要求10所述的电池充电器和通信装置，其特征在于，所选择状态是表示在充电电路中的故障的电流电平，并且所述第三输出电平小于所述第一和第二输出电平。

13．根据权利要求8所述的电池充电器和通信装置，其特征在于，在第一和第二端初始连接到第三和第四端以及第五和第六端初次连接到电池端时，调节器把充电电路缺省设置为第一电源电平。

14．根据权利要求13所述的电池充电器和通信装置，其特征在于，在所述检测器检测到充电电路中的所选择信号序列之后，所述调节器在所述充电电路中保持所述第二电源电平。

15．一种向移动通信装置电池供电的方法，其中包括如下步骤：

把外部电流源的充电电路的第一部分的两端与其中具有电池的通信装置中的充电电路的第二部分的两端相连接，其中所述外部电流源具有第一输出电平以及可选择的第二输出电平；

检测出现的选择状态；

如果该选择状态出现，则使得充电电路的第二部分中的开关自动地根据所选择序列而切换；以及

响应根据所选择序列切换的开关，选择用于外部电源的所述第二输出电平。

16．根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述选择状态由移动通信装置所发射。

17．根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述选择状态是具有第二输出电平的可充电电池。

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