專利名稱：移動(dòng)電話的電池塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于移動(dòng)電話的電池塊，所述電池塊在每次充電后具有較長(zhǎng)的工作時(shí)間。
對(duì)移動(dòng)電話的可充電電池塊而言，在每二次連續(xù)充電間的使用周期當(dāng)中，往往需要其能工作更長(zhǎng)的時(shí)間。除了對(duì)這種電池塊所用的可充電電池材料的設(shè)計(jì)進(jìn)行開發(fā)以延長(zhǎng)每次充電的工作時(shí)間外，還發(fā)現(xiàn)在電池塊的充電狀態(tài)方面仍有節(jié)省電力的余地，特別是考慮移動(dòng)電話的操作，當(dāng)電池塊是在完全充電的狀態(tài)下的時(shí)候。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種移動(dòng)電話用的節(jié)電型電池塊。
根據(jù)本實(shí)用新型，提供一種移動(dòng)電話用的電池塊。它包括一個(gè)塊體、置于塊體內(nèi)用于同所述移動(dòng)電話進(jìn)行電連接的多個(gè)可充電電池元件和一個(gè)能量?jī)?chǔ)存裝置、一個(gè)連接能量?jī)?chǔ)存裝置和電池元件的開關(guān)、以及一個(gè)基于微處理器的控制器；該控制器用于在使電池元件對(duì)能量?jī)?chǔ)存裝置充電的第一狀態(tài)和使能量?jī)?chǔ)存裝置進(jìn)行放電以便向所述移動(dòng)電話供電的第二狀態(tài)下操縱開關(guān)。
該開關(guān)優(yōu)選在第一狀態(tài)里閉合，在第二狀態(tài)里斷開。
該控制器優(yōu)選在第一和第二狀態(tài)之間進(jìn)行交替地操縱開關(guān)。
在第二狀態(tài)下，該開關(guān)優(yōu)選用來斷開電池元件和所述移動(dòng)電話的連接。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，為控制器提供一個(gè)敏感元件，用來監(jiān)控能量?jī)?chǔ)存裝置的充電狀態(tài)，由此通過操縱開關(guān)使在第一狀態(tài)中比在第二狀態(tài)中時(shí)間更長(zhǎng)或頻率更高來保持能量?jī)?chǔ)存裝置的充電狀態(tài)。
在優(yōu)選的情況下，電池元件設(shè)置為通過包括所述開關(guān)的第一路徑以及包括仍由所述控制器操縱的一個(gè)第二開關(guān)的第二路徑而與所述移動(dòng)電話連接。
在更優(yōu)選的情況下，能量?jī)?chǔ)存裝置設(shè)置為通過一個(gè)作為第一路徑的一部分的單向元件與所述移動(dòng)電話連接。
在優(yōu)選的情況下，為電池元件設(shè)置第一路徑以便在待機(jī)模式下為能量?jī)?chǔ)存裝置和所述移動(dòng)電話的操作進(jìn)行供電，并為電池元件設(shè)置第二路徑以便在占線模式下僅僅為所述移動(dòng)電話的操作進(jìn)行供電。
可以設(shè)置一個(gè)電容或一個(gè)可充電電池元件來作為能量?jī)?chǔ)存裝置。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，電池塊包括一個(gè)與電池元件相連的電壓升高裝置，其用于在控制器的控制下，使供給所述移動(dòng)電話的電池元件的電壓升高。
在優(yōu)選的情況下，電壓升高裝置包括一個(gè)升壓變壓器，用于使電池元件供給所述移動(dòng)電話的電壓升高。
在優(yōu)選的情況下，電壓升高裝置包括一個(gè)電容，用于平穩(wěn)升高的電壓。
在優(yōu)選的情況下，電壓升高裝置包括一個(gè)晶體管，通過控制器使該晶體管開和關(guān)，以便從電池元件提取電力。
下面參照附圖，通過實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作更詳細(xì)的描述。


圖1是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)用于移動(dòng)電話的電池塊實(shí)施例的透視圖。
圖2是圖1的電池塊的電路簡(jiǎn)圖。
參照附圖，其中表示了一個(gè)本實(shí)用新型實(shí)施例的可充電電池塊10，其用在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的個(gè)人移動(dòng)電話100上。電池塊10具有一個(gè)塊體11和一排5個(gè)可充電電池元件12以及內(nèi)部操作電路系統(tǒng)20，且可充電電池元件12和內(nèi)部操作電路系統(tǒng)20都在塊體10內(nèi)。正如在該技術(shù)中通常所知的，將電池塊10設(shè)計(jì)成能可折卸地裝配在移動(dòng)電話100后側(cè)，以各個(gè)觸端進(jìn)行電連接。在使用中，移動(dòng)電話100的負(fù)端和電池元件12的負(fù)端一起連在公共地G上。
操作電路系統(tǒng)20具有在各路徑上所設(shè)置的第一開關(guān)21和第二開關(guān)22，各路徑相互并行以便將電池元件12的正端和移動(dòng)電話100的正端相連。第二開關(guān)直接連接在電池12和移動(dòng)電話100之間，第一開關(guān)21同連到移動(dòng)電話100的電阻R和二極管D1順序相連。第一電路節(jié)點(diǎn)N1形成于開關(guān)21和電阻R之間。第二電路節(jié)點(diǎn)N2形成于電阻R和二極管D1之間。電容C1跨接于電路節(jié)點(diǎn)N2和接地G之間。第三電路節(jié)點(diǎn)N3形成于二極管D1和移動(dòng)電話100之間。
操作電路系統(tǒng)20包括一個(gè)基于微處理器的控制芯片23和一對(duì)敏感元件24和25?？刂菩酒?3分別通過輸出管腳21P和22P來控制開關(guān)21和22的操作。第一敏感元件24是一個(gè)電流敏感元件，它具有分別連接到電路節(jié)點(diǎn)N1和N2的二個(gè)輸入端，以及連接到控制芯片23的輸入管腳24P的一個(gè)輸出端，此電流敏感元件是為了使控制芯片23能監(jiān)控流過電阻R的電流。第二敏感元件25是一個(gè)電壓敏感元件，它具有分別連接到電路節(jié)點(diǎn)N2和接地G的二個(gè)輸入端，以及連接到控制芯片23的輸入管腳25P的一個(gè)輸出端，此電壓敏感元件是為了使控制芯片23能監(jiān)控電容C1二端所生成的電壓及充電狀態(tài)。
移動(dòng)電話100有二個(gè)正常的操作模式，即待機(jī)模式和占線模式。在待機(jī)模式中，移動(dòng)電話100周期性地同最近的發(fā)射站進(jìn)行通信，其目的在于特別是根據(jù)移動(dòng)電話所在的通信區(qū)域判別其物理位置并查尋呼叫信號(hào)。移動(dòng)電話100在待機(jī)模式下需要從電池元件12得到約30-50mA的電流。在占線模式下，移動(dòng)電話100為使電話用戶與呼叫者通話而向最近的發(fā)射站發(fā)射通話信號(hào)并從發(fā)射站接受通話信號(hào)。在占線模式下，移動(dòng)電話100需要從電池元件12得到約270-300mA的電流。在正常的使用中，移動(dòng)電話100在大部分時(shí)間里都工作在待機(jī)模式，當(dāng)接收到或進(jìn)行一次通話時(shí)就轉(zhuǎn)到占線模式。
電池元件12串聯(lián)連接以提供一個(gè)通常為6V的工作電壓。在完全充電的狀態(tài)下，其電壓可達(dá)到6.5V。移動(dòng)電話100在待機(jī)模式下需要至少4.5V到5V的工作電壓，在占線模式下需要一個(gè)相對(duì)更高的工作電壓。在完全充電的狀態(tài)下，電池元件12向移動(dòng)電話100提供比通常移動(dòng)電話在待機(jī)模式下所需的要多的電力。該情況特別是發(fā)生在例如電池工作的最初4小時(shí)期間內(nèi)，并且導(dǎo)致了電池電力的浪費(fèi)。
第一開關(guān)21設(shè)置為當(dāng)移動(dòng)電話100工作在待機(jī)模式時(shí)被使用，而在移動(dòng)電話100工作在占線模式時(shí)，第二開關(guān)22就優(yōu)先于第一開關(guān)21而接入。控制芯片23被編程以便連續(xù)地在其管腳21P提供一個(gè)方波控制信號(hào)(波形A)，從而周期性地開和關(guān)第一開關(guān)21，所述控制信號(hào)具有至少5-10KHz的頻率。第二開關(guān)22通常在斷開狀態(tài)，并且只在移動(dòng)電話100轉(zhuǎn)到占線模式時(shí)通過控制芯片23在管腳22P所提供的階躍控制信號(hào)(波形B)來進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)(閉合)。
在移動(dòng)電話100的待機(jī)模式下，第一開關(guān)21的周期性的導(dǎo)通使得電池元件12通過電阻R和二極管D1向移動(dòng)電話提供剛好足夠的操作電力，而多余的電力徑電阻R提供給電容C1以通過電容器的充電而儲(chǔ)存起來。在第一開關(guān)21周期性地?cái)嚅_時(shí)，電池元件12就被斷開，則移動(dòng)電話100利用電容放電，經(jīng)二極管D1使用先前儲(chǔ)存在電容C1中的電力來進(jìn)行操作。這就是電池塊10的操作的一種節(jié)電模式。
來自電池元件12的電力輸出隨著使用會(huì)漸漸減少，從而導(dǎo)致電容C1逐漸需要更長(zhǎng)的時(shí)間或更高的充電頻率來為移動(dòng)電話100的連續(xù)不斷的操作儲(chǔ)存足夠的電力。電容C1的充電狀態(tài)通過一直由電壓敏感元件25所監(jiān)控的其端電壓而進(jìn)行測(cè)量。根據(jù)電壓敏感元件25(采用邊緣和/或電平觸發(fā))的輸出，控制芯片23通過脈沖寬度或脈沖頻率調(diào)制的方式隨時(shí)調(diào)節(jié)著在管腳21P所提供的控制信號(hào)，以便使電容C1保持一個(gè)預(yù)定的電平值，例如5.2V，該電平值稍高于前面所講的移動(dòng)電話在待機(jī)模式下所需的最低電壓值4.5V到5V。例如，當(dāng)電容C1的電壓運(yùn)行到低于預(yù)定值時(shí)，管腳21P處控制信號(hào)的以占空度所表示的脈沖寬度或脈沖頻率就會(huì)增加，以增加第一開關(guān)21的平均閉合時(shí)間，因此也就增加電容C1的平均充電時(shí)間或頻率。
當(dāng)接收或發(fā)出一個(gè)呼叫時(shí)，移動(dòng)電話100轉(zhuǎn)到占線模式中，且開始從電池元件12獲取相對(duì)更大的操作電流。在第一開關(guān)21閉合的情形下，增大了的操作電流一開始流過第一開關(guān)21，并立即被電阻R所拾取，因此也就立即被電流敏感元件24所探測(cè)。在第一開關(guān)是斷開的另一種情形下增大了的操作電流一開始從電容C1獲??；這樣造成電容C1的電壓迅速下降并立即被電壓敏感元件25探測(cè)到。在二種情形中，隨著敏感元件24/25的邊緣和/或電平觸發(fā)，控制芯片導(dǎo)通第二開關(guān)22，將電池元件12直接連接到移動(dòng)電話100，以便向其正確地提供增大的操作電流。于是電池塊10的操作的節(jié)電模式被中止。
此時(shí)，作為單向元件的二極管D1有效地?cái)嚅_了電容C1，并且第一開關(guān)21的連續(xù)周期性開和關(guān)不再起作用。
移動(dòng)電話100在呼叫完畢后恢復(fù)其待機(jī)模式，此時(shí)，控制芯片23斷開第二開關(guān)22以便讓電容C1周期性地由電池元件12進(jìn)行充電，并且向移動(dòng)電話100放電，在電池塊10的節(jié)電模式中作為電池元件12輔助儲(chǔ)備電源。
操作電路系統(tǒng)20另外還包括一個(gè)升壓電路26，以便在升壓模式中操作。該升壓電路是通過控制芯片23的輸出管腳26P而被控制。升壓電路由一個(gè)NPN晶體管TR、升壓變壓器TX、一個(gè)二極管D2和一個(gè)電容C2所形成。晶體管TR的基極同管腳26相連而發(fā)射極同地G相連。變壓器TX的主線圈跨接在晶體管TR的集電極和電池元件12的正端之間，變壓器TX的次級(jí)線圈跨接在地與二極管D2的陽(yáng)極之間。電容C2跨接在二極管D2的陰極和變壓器TX次級(jí)線圈的另一端。在二極管D2的陰極處的電容C2的端點(diǎn)在電路節(jié)點(diǎn)N3同移動(dòng)電話相連。
在升壓模式下，控制芯片23以大約50-100kHz的高頻通過其管腳26P的方波控制信號(hào)(波形C)使晶體管TR開和關(guān)，從而重復(fù)地將電池元件12的端電壓加到變壓器TX的主級(jí)線圈上，以從電池元件12獲得電力。于是在變壓器TR的次級(jí)線圈二端產(chǎn)生一個(gè)升高的電壓，該電壓徑二極管D2加到電容C2上。電容C2用來對(duì)升高的電壓濾波且給移動(dòng)電話100提供一個(gè)比原先由電池元件12所提供的電壓相對(duì)要高的直流電壓。
電池塊10包括一個(gè)LCD或LED顯示器30和設(shè)置在塊體11上的二個(gè)按鍵開關(guān)31和32。顯示器30是由控制芯片23所控制以顯示特別是其中的節(jié)電模式或升壓模式，且最好以條/線顯示的方式來監(jiān)控和顯示電池元件12的端電壓/功率電平。第一按鍵開關(guān)31用于選擇電池塊10的各種操作模式，其中包括所述節(jié)電模式和升壓模式、快速充電模式和放電模式。第二按鍵開關(guān)32用于改變所選操作模式的設(shè)置。
在電話信號(hào)較弱的區(qū)域里和/或當(dāng)電池塊10在一個(gè)低電力的狀態(tài)下，可以適當(dāng)?shù)仃P(guān)掉省電模式以使電池元件12能一直與移動(dòng)電話100處于電連接。當(dāng)關(guān)掉節(jié)電模式時(shí)，控制芯片23連續(xù)地?cái)嚅_第一開關(guān)21且閉合第二開關(guān)22。在電話信號(hào)十分弱的情況下和/或當(dāng)電池塊10在非常低的電力的狀態(tài)下，可以打開升壓模式以便打出或接收一個(gè)緊急電話。
控制芯片23可以針對(duì)待機(jī)模式下的移動(dòng)電話的操作而被編程，從而具有在不同的所述預(yù)定電平例如5.2V、5.4V等時(shí)的省電模式，預(yù)定電平可由用戶根據(jù)移動(dòng)電話100所在的特定區(qū)域的電話信號(hào)強(qiáng)度通過按鍵開關(guān)31和/或32來進(jìn)行選擇。
可以理解，電容C1可由可充電電池元件來代替，以儲(chǔ)存所述過剩的電力/能量，以便在后期中使用。另外，開關(guān)21和22可由例如固態(tài)開關(guān)或機(jī)械開關(guān)(如斷電器等)來實(shí)現(xiàn)。
上面通過實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作了描述，所描述的實(shí)施例的各種變化和/或改型都可由本領(lǐng)域技術(shù)人員在不超出所附權(quán)利要求的范圍的條件下得出。
權(quán)利要求1.一種用于移動(dòng)電話的電池塊，其特征在于，該電池塊包括一個(gè)塊體、置于塊體內(nèi)并和所述移動(dòng)電話進(jìn)行電連接的一個(gè)能量?jī)?chǔ)存裝置和多個(gè)可充電的電池元件、一個(gè)連接所述能量?jī)?chǔ)存裝置和電池元件的開關(guān)、以及一個(gè)在使所述電池元件對(duì)所述能量?jī)?chǔ)存裝置充電的第一狀態(tài)和使所述能量?jī)?chǔ)存裝置放電來給所述移動(dòng)電話供電的第二狀態(tài)操作所述開關(guān)的基于微處理器的控制器。
2.如權(quán)利要求1所述的電池塊，其特征在于，所述開關(guān)在所述第一狀態(tài)閉合且在所述第二狀態(tài)斷開。
3.如權(quán)利要求1所述的電池塊，其特征在于，所述開關(guān)受所述控制器操縱交替地處于所述第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間。
4.如權(quán)利要求1所述的電池塊，其特征在于，所述開關(guān)的第二狀態(tài)為所述電池元件和所述移動(dòng)電話之間的連接處于斷開狀態(tài)的狀態(tài)。
5.如權(quán)利要求1所述的電池塊，其特征在于，還有一個(gè)供所述控制器監(jiān)控所述能量?jī)?chǔ)存裝置的充電狀態(tài)的敏感元件，該敏感元件通過所述開關(guān)的操作，在所述第一狀態(tài)比在所述第二狀態(tài)時(shí)間更長(zhǎng)或頻率更高并維持所述能量?jī)?chǔ)存裝置的充電狀態(tài)。
6.如權(quán)利要求1所述的電池塊，其特征在于，所述電池元件通過一個(gè)包括所述開關(guān)的第一路徑和一個(gè)包括一個(gè)也由所述控制器操作的第二開關(guān)的第二路徑與所述移動(dòng)電話相連接。
7.如權(quán)利要求6所述的電池塊，其特征在于，所述能量?jī)?chǔ)存裝置經(jīng)過作為所述第一路徑一部分的一個(gè)單向元件而與所述移動(dòng)電話相連接。
8.如權(quán)利要求6所述的電池塊，其特征在于，所述第一路徑為所述電池元件給所述能量?jī)?chǔ)存裝置和所述移動(dòng)電話在待機(jī)模式下的操作提供電力的路徑，所述第二路徑為所述電池元件在占線模式下僅僅給所述移動(dòng)電話提供電力的路徑。
9.如權(quán)利要求1所述的電池塊，其特征在于，所述能量?jī)?chǔ)存裝置為一個(gè)電容。
10.如權(quán)利要求1所述的電池塊，其特征在于，所述能量?jī)?chǔ)存裝置為一個(gè)可充電電池元件。
11.如權(quán)利要求1所述的電池塊，其特征在于，所述電池塊包括與所述電池元件相連并在所述控制器的控制下升高所述電池元件提供給所述移動(dòng)電話的電壓的一個(gè)電壓升壓裝置。
12.如權(quán)利要求11所述的電池塊，其特征在于，所述電壓升壓裝置包括升高所述電池元件提供給所述移動(dòng)電話的電壓的一個(gè)升壓變壓器。
13.如權(quán)利要求11所述的電池塊，其特征在于，所述電壓升壓裝置包括對(duì)所述升壓的電壓濾波的一個(gè)電容。
14.如權(quán)利要求11所述的電池塊，其特征在于，所述電壓升壓裝置包括由所述控制器控制其開和關(guān)并從所述電池元件獲取電力的一個(gè)晶體管。
專利摘要一種移動(dòng)電話的電池塊,包括一個(gè)用于和移動(dòng)電話電連接的裝有多個(gè)可充電電池元件和一個(gè)能量?jī)?chǔ)存裝置的塊體。一個(gè)開關(guān)連接能量?jī)?chǔ)存裝置和電池元件。一個(gè)基于微處理器的控制器周期性地閉合開關(guān),以使電池元件對(duì)能量?jī)?chǔ)存裝置進(jìn)行充電,并周期性地?cái)嚅_開關(guān),以便斷開電池元件的連接,使能量?jī)?chǔ)存裝置放電,向待機(jī)模式下的移動(dòng)電話進(jìn)行供電。
文檔編號(hào)H04M1/73GK2296076SQ9621850
公開日1998年10月28日 申請(qǐng)日期1996年8月8日 優(yōu)先權(quán)日1996年5月30日
發(fā)明者禤慶華, 李樹楷 申請(qǐng)人:豪盛電子有限公司