专利名称：具有附件的电子设备及其电池间的切换的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及具有电池供电的可附加选件的消费电子设备。
背景技术：
许多电池供电的消费电子设备(“主设备”)可包括可附加选件(“附件”)，可附加选件本身可以有电池。一个例子可以是个人数字助理(PDA)或照相机/摄像机，可将无线调制解调器卡附加到PDA或照相机/摄像机，用于从PDA或照相机/摄像机传输数据或将数据传输到PDA或照相机/摄像机。由于流过主机和附件之间接口的电流量的设计限制而限制了从主电池提供给附件的电流量，在一些条件下可能需要附件上的独立电池。
本发明认识到出于大小和成本的目的，需要使电池(特别是附件上的)的尺寸最小化，其中在附件中的电池和主电池之间共享组合系统的电子负载。例如，在峰值发射输出功率上，码分多址(CDMA)无线调制解调器卡附件(将其设计为符合紧致闪存接口(Compact Flash Interface)规范)需要大于800毫安(mA)，但是所述紧致闪存接口使主电池允述在主-附件接口上提供不多于500mA。由于上述原因，必须在卡上提供独立的电池，该电池可与主电池共享功率负载。
然而，本发明批判性地观察到难以仅仅通过将不同电池电源连接在一起的方式将其结合在一起。即使是相同类型的电池，基于它们的相对放电状态和相对温度，它们的电压也可能是不同的。在环境失蘅的情况下，来自一个电池的电荷会立即开始流入另一个电池并且会流回接口，这是设计规范中所禁止的。另一方面，如果通过诸如从每个电池为卡的不同部分供电来使电池彼此互相独立，则难以找到两个电池需要的峰值电流满足设计限制的良好划分。
此外，不同的电路具有不同的电压需求，并且难以预测电压需求。特别对于CDMA卡附件而言，例如其功率放大器具有对电流-输出功率显示它非线性并且近似指数。结果，由于来自CDMA调制解调器的电流需求变化大(大部分归因于功率放大器)，不可能预测任一时刻功率放大器相对于CDMA调制解调器卡其余部分所需要的电流量。结果是可能需要比需要的附加电池更大容量的电池，其中在大部分的时间内电池的容量将浪费。通过本发明可以了解到，虽然需要使附加电池的尺寸最小化，但是也需要获得均衡，由此使一个电池不会先于其它电池而一直消耗其自身。
本发明考虑了上面提到的问题并且已经在下文中提出了一个或多个问题的解决方案。
发明内容
电子系统包括主设备(诸如但是并不局限于PDA或成像设备)，该主设备包括主电路和主电池。附件(诸如但不局限于无线调制解调器)与主设备以可拆装的方式接合。附件包括附加电池、一直由附加电池供电的第一电路和根据与附件相关联的指定电路(例如无线调制解调器接收机)的功耗选择地由主电池或附加电池供电的第二电路。
在优选实施例中，当指定电路的功耗高于阈值时，由主电池对第二电路供电，否则，如果附加电池的剩余充电容量对主电池的剩余充电电量具有第一关系，则由主电池对第二电路供电。另一方面，如果附加电池的剩余充电容量对主电池的剩余充电电量具有第二关系，则由附加电池对第二电路供电。第一关系和第二关系可以至少部分取决于至少一个电流测量。定义所述关系的优选的非限制性方式是使用不等式Cc＞Hc(A+C/2)/(B+C/2)，其中Cc是附加电池的剩余充电容量，Hc是主电池的剩余充电容量，A是至少第一电路中的电流，B是一直由主电池供电的至少一个电路中的电流，C是至少第二电路中的电流。
在另一方面，用于对具有附件的主电子设备供电的方法包括一直仅仅使用与主电子设备相关联的主电池对单主电源电路(host power-only circuit)供电以及一直仅仅使用与附件相关联的附加电池对附件中的单附加电源电路(attachment power-only circuit)供电。此外，基于至少一个标准，上述方法包括决定是否对与附件、主电池或附加电池相关联的至少一个共享电源电路供电。
在另一方面，电子系统包括主设备和与主设备以可拆装的方式接合的附件，主设备包括主电路和至少一个主电池。附件包括附加电池和一直由附加电池供电的第一电路。附件还包括第二电路，在一些状况下，根据附加电池的剩余充电容量和主电池的剩余充电容量之间的关系由主电池或附加电池选择地对第二电路供电。
在另一方面，处理器包括用于确定与接合到主设备的附件相关联的至少一个指定电路的功耗是否超过阈值的装置。还提供用于在没有超过阈值的情况下决定附加电池的剩余充电容量和主电池的剩余充电容量之间关系的装置，其中附加电池与附件相关联，主电池与主设备相关联。提供开关装置，用于响应上述用于决定的装置而将附加电池或主电池电连接到第二电路。
结合附图可以更好地理解本发明结构和工作的细节，附图中的相同标号表示相同的部分，其中
图1是根据本发明的一个实施例的简化框图；图2是组合的主设备/附件的电路框图；并且图3是本逻辑的流程图。
具体实施例方式
首先参考图1，其示出一般指定为10的系统，其包括主设备12(诸如但不局限于个人数字助理(PDA)或者成像设备(诸如摄像机等))。系统10还包括附件14(诸如但不局限于无线调制解调器(例如CDMA调制解调器卡))。可以理解的是这里考虑到了各种各样的主设备12/附件14，其中最好通过本领域中已知的方法手动地将附件14与主设备12的机架或插槽16以可拆装的方式接合。
如图1所示，主设备12具有至少一个主电池18和逻辑模块20，可由主设备12的处理器访问该逻辑模块以执行下面描述的逻辑。接口22将主机设备12与附件14电连接。
和主设备12一样，附件14也包括逻辑模块24，可由附件14中的处理器访问该模块以代替主设备12或者与主设备12一起在这里执行逻辑，主设备12执行其逻辑模块20。能以硬件或软件来体现逻辑模块20、24，并且可在计算机可读介质上存储该逻辑模块。
图1示出附件14包括至少一个附加电池26。示例性的非限制性附加电池26可以是额定为250毫安/小时的锂离子型电池。当附件14工作时，一直由附加电池对附件14中的第一电路28供电。非限制性第一电路可以是CDMA调制解调器中的功率放大器或另一个电路。附件14中包含第二电路30(这里也称为共享电源电路)，如下文中将更完整地公开的，由(通过接口22)主电池18或者附加电池26选择地对第二电路供电。
在解释逻辑(通过该逻辑确定是使用主电池18还是附加电池26对共享电源电路30供电)之前，参考图2以获得对于非限制性共享电路的理解。如图所示，主电池18用于对主设备12中的单主电池负载32供电。可提供电流测量设备34(诸如但不局限于mili-Ohom型串联电阻，其以诸如0.5秒的时间间隔将电流采样到负载32)以产生表示电流的信号给单主负载32。如果需要在最后的26个(或其它一些适当数量的)采样对采样计算平均值。
相反，附加电池26对单附加电池负载(诸如第一电路28)供电。可提供电流测量设备36以产生表示电流的号给单附加负载28。
图2也示出可根据主电池开关38还是附加电池开关40闭合由电池18、26来对共享负载(诸如图1中所示的第二电路30)供电。由下面所述的逻辑决定哪一个开关闭合。可提供电流测量设备42以测量由负载30引起的电流。应该理解虽然示出三个电流测量设备，也可根据本原理使用其它的电流测量配置。
将上述理解牢记在心，将注意力集中到图3的逻辑流图上。虽然以流程格式示出逻辑，但是应该理解在实际的实现中，可使用软件、状态机和/或其它逻辑机构。
从决定菱形框44开始，在一个优选的非限制性实施例中，决定预定电路负载是否小于阈值。一个示例是决定从附加电池26提供的全部电流是否小于电池容量的两倍。作为另一个示例，如果附件是CDMA调制解调器，在决定菱形框44上，可以确定接收机工作在特定功率电平(例如-94dBm)之上还是之下。
如果超过了阈值，逻辑进入块46，其中由主电池18(例如通过使主电池开关38闭合并使附加电池开关40打开的方式)对共享负载30供电。相反，如果没有超过阈值，逻辑可以转到决定菱形48以进行另一个测试。
在决定菱形框48，优选的逻辑考虑到确定电池18、26的剩余容量之间的关系。具体地，来自图2所示的电流测量设备34、36、42的至少一个电流信号并且最好所有的三个电流信号用于确定哪一个电池应该对共享负载30供电。在一个示例性的非限制性实施例中，使用以下不等式执行决定菱形框48上的确定。
Cc＞Hc(A+C/2)/(B+C/2)，其中Cc是附加电池的剩余充电容量，He是主电池的剩余充电容量，A是测量设备36检测到的电流，B是测量设备34检测到的电流，C是测量设备42检测到的电流。
如果不等式不再保持成立(意味着附加电池26的的容量相对低)，逻辑转到块46以使主电池18能对共享负载30供电。否则，如果不等式保持成立(指示附加电池26的的容量相对高)，逻辑转到块50。在块50上，附加电池26用于(通过诸如使主电池开关38打开并使附加电池开关40闭合的方式)对共享负载30供电。
虽然这里示出并详细描述的特定“具有附件的电子设备及其电池间切换”完全能够达到本发明上述的目的，可以理解，它是本发明的优选实施例，并且它代表本发明广泛考虑的主题，本发明的保护范围完全包含对于本领域的技术人员而言明显的其它实施例，本发明的保护范围由此由所附权利要求来限定，除非明确提到，否则对权利要求中的单数元件的引用并不用于指“一个和仅仅一个”，而是指“一个或多个”。本领域的一般技术人员理解或者以后会理解的所有与上述优选实施例的元件等效的结构和功能性相同的元件通过引用结合在本文中并且用于由本权利要求所包含。此外，设备或方法不需要强调本发明所尝试解决的每个问题。它由本权利要求书所包含。此外，不论元件、组件或方法步骤是否在权利要求书中明确引用，本公开中的元件、组件或方法步骤并不用于专门用于公众。除非特意使用短语“用于…的装置”引用元件或者在方法权利要求的情况下将元件作为“步骤”而非“行动”引用，否则不在35U.S.C§112第六段中解释本文的权利要求元件。
权利要求
1.一种电子系统，包括主设备(12)，其包括主电路和至少一个主电池(18)；附件(14)，其与所述主设备(12)以可拆装的方式接合并包括附加电池(26)，所述附件(14)包括至少第一电路(28)和至少第二电路(30)，一直由所述附加电池(26)对所述第一电路供电，至少部分根据与所述附件(14)相关联的至少一个指定电路的功耗选择地由所述主电池(18)或所述附加电池(26)对所述第二电路供电。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于所述指定电路是无线接收机电路。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于当所述指定电路的功耗高于阈值时，由所述主电池(18)对所述第二电路(30)供电，否则，如果所述附加电池(26)的剩余充电容量对所述主电池(18)的剩余充电电量具有第一关系，则由所述主电池(18)对所述第二电路(30)供电，如果所述附加电池(26)的剩余充电容量对所述主电池(18)的剩余充电电量具有第二关系，则由所述附加电池(26)对所述第二电路(30)供电。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于所述第一和第二关系至少部分取决于至少一个电流测量。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于所述第一和第二关系至少部分取决于至少两个电流测量。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于所述第一和第二关系至少部分取决于至少三个电流测量。
7.如权利要求3所述的系统，其特征在于至少部分通过不等式Cc＞Hc(A+C/2)/(B+C/2)定义所述第一和第二关系，其中Cc是所述附加电池(26)的剩余充电容量，Hc是所述主电池(18)的剩余充电容量，A是至少在所述第一电路中的电流，B是在一直由所述主电池(18)供电的至少一个电路中的电流，C是至少在所述第二电路(30)中的电流。
8.如权利要求1所述的系统，其特征在于所述主设备(12)是个人数字助理(PDA)，所述附件(14)是无线调制解调器。
9.如权利要求1所述的系统，其特征在于所述主设备(12)是成像设备，所述附件(14)是无线调制解调器。
10.一种用于对具有附件(14)的主电子设备供电的方法，包括至少在所述电子设备的工作期间，仅仅使用与所述主电子设备相关联的主电池(18)对至少单主电源电路一直供电；至少在所述附件(14)的工作期间，仅仅使用与所述附件(14)相关联的附加电池(26)对至少单附件(14)电源电路一直供电；以及基于至少一个标准，决定是用所述主电池(18)还是用所述附加电池(26)对与所述附件(14)相关联的至少一个共享电源电路供电。
11.一种处理器，包括用于确定与到主设备(12)的附件(14)相关联的至少一个指定电路的功耗是否超过阈值的装置；用于在没有超过所述阈值时确定与所述附件(14)相关联的附加电池(26)的剩余充电容量和与所述主设备(12)相关联的主电池(18)的剩余充电容量之间的关系的装置；以及用于响应所述用于确定的装置而将所述附加电池(26)和所述主电池(18)中的一个连接到第二电路(30)的开关装置。
全文摘要
诸如照相机、PDA等的主设备(12)可具有诸如无线调制解调器的附件(14)，主机和附件(14)具有各自的电池。一直由主机电池(18)对主机中的一些负载供电，一直由附加电池(26)对附件(14)中的一些负载供电，由主机电池或附加电池(26)取决于功耗和/或电池中剩余电量之间的关系选择地对附件中的其它一些负载供电。
文档编号H02J7/00GK1689210SQ03819348
公开日2005年10月26日 申请日期2003年8月18日 优先权日2002年8月20日
发明者C·P·维克 申请人:索尼株式会社, 索尼电子有限公司