专利名称：具有辅助电池的皮带夹保持器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于延长便携式蜂窝电话装置的备用时间的装置，更具体地说，涉及一种蜂窝电话装置用的保持器，在所述保持器中包括辅助电池。
电池组件是便携式电子装置例如蜂窝电话的主要电源。蜂窝电话的便携特性受到其电池功率不能永久持续供电的制约。在电池经过一段时间的放电之后，蜂窝电话必须被插入充电器，以便给电池重新充电。为了获得更多的电池功率(较长的电池寿命)，一般必须增加电池元件的尺寸。由于在希望电话具有较长的通话和备用时间(即较长的电池寿命)和希望得到更小更轻的电话之间的冲突，这便给蜂窝电话设计者带来了问题。
现有的对于短的通话和备用时间的解决办法一直局限于研制用于蜂窝电话装置的大容量电池。这些电池受到上述的尺寸和重量的限制。由于下一代越来越小的电话装置的研制，在尺寸和功率之间的矛盾愈加突出。其它的解决办法涉及使用改进的用以增加现有的电池系统的单位体积电量和单位重量电量比值的电池技术。然而，这些改进不足以和可以使用现有的元件和技术的蜂窝电话装置的较小的尺寸同步。因而，为了满足目前的市场需求，需要一种用于增加蜂窝电话的电池寿命同时使得蜂窝电话的尺寸和重量保持不变的装置。
本发明利用蜂窝电话皮带保持器克服了上述的和其它的问题，所述皮带保持器使得能够具有较长的备用和通话时间而不增加手持蜂窝电话装置的重量。所述装置包括一个壳体，其限定一个用于接收蜂窝电话装置的支架。电池被设置在壳体内，使得壳体和电池可被夹紧在用户的皮带上。电池可以被永久地集成在壳体内或者可以被拆下，使得一旦电池放电完毕便可以被除去，并在壳体内插入新的电池。如果电池被集成在壳体内，则可以包括对电池进行再充电的装置。
所述壳体包括用于使蜂窝电话装置的电源电路和电池相互连接的装置。该用于互连的装置这样操作，使得当蜂窝电话装置被置于壳体的支架之内时，蜂窝电话装置的电源电路从蜂窝电话装置的内部电池接通转换为在皮带保持器内的电池的接通。这使得可以保存内部电池内的电量。所述壳体还可以包括锁定装置，例如一种凸起和槽的结构，用于把电话装置搭扣在壳体内的固定位置。这种连接中的应力应当被这样限制，使得电话可以容易地被用户除去。因为内部电池仅仅在辅助电池放电完毕或者在电话被使用时使用，所以可以不增加电话的尺寸而增加电池的寿命。
为了更充分地理解本发明，可参阅下面结合附图进行的详细说明，其中
图1是蜂窝电话和包括辅助电池的电话保持器的侧视图；图2是图1所示的本发明的另一个实施例，其中保持器包括一个用于连结附属装置的开口；图3是用于说明当蜂窝电话位于电话保持器中时用来在辅助电池和主电池之间转换电池功率的电路的方块图；图4是图3的电流检测器块的电路图；图5是用于说明图4的微处理器的控制流程的方块图；图6是图3所示的用于在辅助电池和主电池之间转换功率的电路的另一个实施例；以及图7是用于说明图6所示的微处理器的控制流程图。
现在参看附图，特别是图1，其中示出了包括辅助电池的蜂窝电话保持器15和相关的蜂窝电话装置10的侧视图。蜂窝电话装置10包括主壳体20，电池25和天线30。在蜂窝电话底部的接点35提供对蜂窝电话装置10的电源电路的连接。和接点35相连的电路稍后将更详细地讨论。虽然本发明以接点被设置于蜂窝电话装置10的底部为例进行说明，但是，该接点可以被设置在能够使蜂窝电话装置10和电话保持器15的辅助电池40相连的任何位置。
蜂窝电话保持器15包括整体地和壳体55相连的辅助电池40。保持器壳体55被如此设计，使得壳体55和辅助电池40作为一个部件而被整体地形成，或者使得辅助电池可以通过滑动，搭扣或其它的连接方法被可拆卸地和保持器壳体相连。蜂窝电话保持器15也可以包括用于和电池再充电器相连的充电器接点49。
壳体55限定一个用于保持蜂窝电话装置10的托架53。壳体55中的保持凸起56的位置使得该凸起可以和蜂窝电话装置10的壳体20内的相应的槽60可锁定地接合。凸起56和槽60的组合使得把电话装置10固定在托架53内，同时仍然可以从电话保持器15中取下电话装置。夹子45被连接在保持器壳体55的背面，其使得用户能够把蜂窝电话保持器10固定在其衣服的某个位置，通常是皮带上。这使得辅助电池40的重量能够更方便地被承载于电话装置15之外的位置。
蜂窝电话装置10的托架53还包括接点70，用于连接便携式电话装置10的接点35。接点70使辅助电池40的正负端子和便携电话装置10互连。
便携电话装置10的内部是辅助电池检测电路80，用于使系统电源在主电池25和辅助电池40之间转换。在电池之间的转换相应于借助于从壳体55中放入或取出电话装置10而发出的电流之间的改变。当辅助电池40的电量被耗尽时，检测器80也把电源转换回到主电池25。检测器电路80的优选实施例将参照图3-5更充分地讨论。
现在参看图2，图中示出了蜂窝电话保持器55的另一个实施例的侧视图，其中在支架内包括一个能够使外围装置和电话装置10连接的开口85。通过该开口85，数据附属装置，充电器，与/或其它的电话连接，可以和电话装置10相连。
应当理解，虽然按照使用蜂窝电话和蜂窝电话保持器对图1-2进行了说明，但是这种具有集成的辅助电池的电子保持装置同样适用于任何具有备用方式和内部电池的电子装置或需要增加电池寿命的装置。
现在参见图3，其中示出了用于检测辅助电池40和蜂窝电话装置10的连接的辅助电池检测器电路80。检测器电路80包括一对接点100，用于使主电池25和辅助电池40与电话装置10的电源电路相互连接。一对开关115和120用于使主电池25和辅助电池40和电话电源电路118的其余部分相互连接。开关120和115由微处理器125响应从电流检测器130和电压检测器135接收的控制信号而被控制。
电流检测器130检测通过电阻150的电流。经过电阻150的电流通过使辅助电池40和便携电话装置10相连而被发出。现在参见图4，其中示出了电流检测器130的电路。从电阻150的每端取出电压读数(V1和V2)，并被提供给一对运算放大器155的一对输入端。电压V1和运算放大器155a的正输入端相连，而电压V2和负输入端相连。运算放大器155b的输入端以相反的方式和这些电压相连。运算放大器155放大电阻155两端的电压差。因为在便携电话装置10中不利用负的电源电压，所以每个运算放大器155使其负电源端162接地，因而不能提供负电压。因而，需要两个运算放大器155放大沿电流的每个方向的电压差。
每个运算放大器155的电压差动输出被提供给或门170的输入端。如果第一或第二个运算放大器中任何一个产生高电压，表示正通过检测电阻150流过电流，或门170便输出逻辑高电压信号。这由微处理器125解释为要连接辅助电池，因而开关120闭合，而开关115打开，以便保持主电池25的功率。当第一和第二运算放大器155的输出为低时，或门170则发出逻辑低电压信号，并且开关115闭合，以便从主电源25提供功率。开关120也保持闭合以便一旦连接辅助电池40时通过电阻150流过电流。
再次参看图3，电压检测器135确定被连接的辅助电池40的电压输出，并发出表示是否存在足够的电压以便向蜂窝电话装置10供电的电压信号。足够电压的根据是是否辅助电池40可以供出预先选择的门限电压。当辅助电池电压低于预定的门限值时，则向微处理器125发出表示这种状态的信号。然后打开开关120，从而把辅助电池40从电源电路118上断开，并且开关115闭合，以便连接主电池25。由于开关120断开，电阻150不再能够检测到和辅助电池40的连接。因此，电阻200使得能够检测辅助电池和接点100的物理连接。当辅助电池40和接点100接合时，电阻200两端的电压为正。一旦辅助电池40被断开时，电阻200两端的电压则变为0。电阻200两端的电压由电压检测器135监视。
现在参看图5，其中示出了说明由微处理器125用来控制开关115和120的算法的流程图。该算法概略地说明了由微处理器125执行的决定处理。开始，两个开关115和120都是闭合的。询问步骤210通过测量流过电阻150的电流确定辅助电池40是否已被连接到蜂窝电话装置10上。在步210微处理器125继续监视辅助电池40的连接，直到检测到连接为止。一旦检测到辅助电池40的连接，询问步骤215便确定是否辅助电池电压太低。当电压电平太低时，则在步220打开开关120。询问步骤221确定是否电阻200上的电压大于0。如前所述，大于0的电阻200上的电压表示辅助电池仍保持连接。如果辅助电池被连接，则控制回到步215，确定是否电池电压太低。如果辅助电池40未被连接，则在步222开关120被闭合，并且控制回到步210监视辅助电池的再连接。
如果在辅助电池40内存在足够的电压，则在步225开关115被打开。询问步骤230通过检测流过电阻200的电流确定辅助电池40是否仍然被连接。如果辅助电池40仍然被连接，询问步骤235确定是否仍然保持有足够的辅助电池电压。只要辅助电池40保持连接并提供足够的电压，则控制继续通过询问步骤230和235循环，以便监视辅助电池40的断开和低电压。如果辅助电池40内的电压降低到可接受的值以下，则在步240打开开关120，同时在步245闭合开关115，从而使电话装置和主电池25相连。
一旦主电池25被再相连，询问步骤246通过确定电阻100上的电压是否大于0来确定辅助电池40是否仍然被连接。如果是，控制回到步235，确定辅助电池电压是否仍然低。如果辅助电池已被断开，则控制通过步250和255，重置开关120和115，以便等待辅助电池40的再连接。
一旦辅助电池40被断开，则在步250使开关115闭合，同时在步255使开关120闭合。这样系统的电源控制转换到主电池25，并且控制返回步210，等待辅助电池40的再连接。使用上述的电路和算法，该装置将按以下的方式操作。在正常操作时，辅助电池40不被连接。因而电话装置10的电源是主电池25。开关115闭合，使得电话从主电池25吸取电流。开关120也保持闭合，以便能够检测辅助电池40的连接。当用户连接辅助电池40时，电流通过检测电阻150，并且使电阻200上的电压大于0。这电流被电流检测器130检测到，并发出通知微处理器125的电流信号。
然后，电压检测器135和微处理器125确定是否存在足以操作电话装置10的电压。如果辅助电池40的电压太低，微处理器125则保持开关115闭合并打开开关120。这样便阻止辅助电池40从主电池25吸取电流。如果电压足够高，则微处理器125打开开关115，以便阻止从主电池25吸取电流。
开关115保持打开而开关120保持闭合这样一段时间，直到辅助电池40的电压降低到预定的门限值以下，或者电话装置10从辅助电池断开。在每种情况下，开关115被闭合，使得电话装置10现在由主电池25供电。如果开关115由于低电压值而被闭合，则开关120由于上述的理由而被断开。如果辅助电池40已被断开，如电阻200上的电压所指示的，则开关120保持闭合，使得能够检测流过检测电阻150的电流。
上述的电路是根据蜂窝电话装置进行说明的。不过，应当理解，这种电路可以应用于其它要求增加电池使用时间而不相应地增加装置尺寸的电子装置。
现在参看图6，其说明本发明的另一个实施例，其中只有电压检测器135监视辅助电池40的连接。对于和图3所示的相同的部件用相同的标号表示。检测电路80包括一对接点100用于使主电池25和辅助电池40和电话装置10的电源电路118相互连接。一对开关115和120使主电池25、辅助电池40与电话电源电路118的其余部分相互连接。开关120和115由微处理器125响应从电压检测器135接收到的信号控制。
电压检测器135监视电阻200上的电压，电阻200上的电压响应辅助电池40和检测电路80的接点100的连接而改变。当辅助电池40和接点100接合时，电阻200上的电压为正，一旦辅助电池40被断开时，如果开关120被打开，则电阻200上的电压变为0。
电压检测器135还监视被连接的辅助电池40的电压输出，并产生指示是否存在足以向蜂窝电话装置10供电的电压的信号。足够的电压的根据是是否辅助电池40可以供出预定的门限电压。当辅助电池电压下降到预定的门限值以下时，向微处理器125发出一个指示这种状态的信号。然后使辅助电池从电路上断开。
现在参看图7，其说明对于图6的实施例，由微处理器125执行的用于控制开关115和120的算法的流程图。该算法概略地说明了由微处理器125执行的决定处理。开始，开关115闭合，而开关120断开。这使得主电池25和电话电源电路118相连。询问步骤300监视电阻200上的电压，以便确定该电压是否大于0。等于0的电压值表示辅助电池40尚未被连接，并且控制继续通过步300循环。当检测到辅助电池40的连接时，询问步骤305确定是否辅助电池电压太低。如果是，则控制转换到询问步骤310，再次确定电阻200上的电压是否大于0。如果是，控制继续返回步305。一旦电阻200上的电压表示辅助电池40已被断开，则控制回到步300。
如果询问步骤305确定辅助电池电压不太低，则开关120在步315被闭合，而开关115在步320被打开。这使得主电池25和电源电路118断开而和辅助电池40相连。电压检测器135在询问步骤325继续监视辅助电池40和电源电路118的连接。如果电阻200保持为正电压，则询问步骤330再次检查辅助电池电压是否太低。如果是，则开关115在步335闭合，而开关120在步340断开，以便使辅助电池40和电源电路118断开，并且控制返回步325。如果电压不太低，则处理器125通过返回步325只继续监视继续的连接。
一旦询问步骤325确定电阻200两端的电压不再大于0，则在步345使开关115闭合而在步350使开关120断开，从而再次连接主电池25。然后控制返回步300，监视辅助电池40的再连接。使用以上讨论的电路和算法，这个实施例将按下述方式进行操作。在正常操作方式下，辅助电池40不被连接，蜂窝电话装置10的电源是主电池25。因而，在正常操作方式下，开关115是闭合的，因而蜂窝电话装置10可以从主电池25吸取电流。在正常操作期间，开关120被断开。蜂窝电话装置的微处理器125继续监视电压检测器135，以便确定加于电阻200上的电压。
当辅助电池40被连接时，在电阻200两端产生电压降，并且辅助电池40的电压可以通过电压检测器135被读出。然后微处理器125确定是否辅助电池40具有足以操作蜂窝电话装置10的电压。如果辅助电池40的电压太低而不能操作蜂窝电话装置10，则微处理器125不进行操作而电话继续由主电池25供电。如果辅助电池40的电压足够高，则微处理器125使开关120闭合，使得蜂窝电话装置10能够从辅助电池40吸取电流。然后蜂窝电话装置10将断开开关115，借以阻止从主电池25再吸取电流。
蜂窝电话装置10将保持开关115断开和开关120闭合，直到微处理器125检测到辅助电池40的电压降低到最小门限值以下，或者检测到蜂窝电话装置10已经从辅助电池40断开。在每种情况下，一旦这被检测到，开关115便闭合，使得电话可以由主电池25供电。开关120被打开，以便帮助进行关于辅助电池40是否具有足以向电话供电的电压的进一步检测。
虽然参照附图对本发明的的装置和方法的优选实施例进行了详细的说明，但应当理解，本发明不限于所述的实施例，不脱离由以下所附的权利要求限定的本发明的范围和构思可以具有各种改型。
权利要求
1．一种电子装置保持器，包括用于限定一个用来保持电子装置的支架的壳体；和壳体相连的电池，用于响应电子装置放在壳体的支架内而向电子装置供电；用于使一个再充电器和壳体互连以便对电池进行再充电的装置；以及用于使电子装置的电源电路和电池互连的装置。
2．如权利要求1所述的保持器，还包括用于把壳体连附于用户上的装置。
3．如权利要求2所述的保持器，其中用于连附的装置包括皮带夹。
4．如权利要求1所述的保持器，还包括用于把电子装置可拆下地锁定在壳体中的装置。
5．如权利要求1所述的保持器，其中所述用于互连的装置包括用于接合电子装置上的相应的第二接点的第一接点。
6．如权利要求1所述的保持器，其中所述支架用于容纳蜂窝电话。
7．如权利要求1所述的保持器，其中所述壳体限定一个开口，用于使外围装置和电子装置相连。
8．如权利要求1所述的保持器，其中所述电池可以从壳体中手动地插入或移出。
9．如权利要求1所述的保持器，其中所述电池被集成在壳体内。
10．如权利要求1所述的保持器，还包括用于对集成的电池充电的装置。
11．一种蜂窝电话皮带保持器，包括用于限定一个用来保持蜂窝电话的支架的壳体；可拆下地和壳体连接的电池，用于响应蜂窝电话放在支架内而向蜂窝电话供电；用于响应蜂窝电话放入支架内而使蜂窝电话的电源电路从蜂窝电话的主电池转换到所述电池的装置，用于转换的装置还能够在所述电池被耗尽而蜂窝电话被置于支架内时使蜂窝电话的电源电路转换回主电池的装置；以及用于把壳体连附于用户的皮带上的皮带夹。
12．如权利要求12所述的保持器，还包括用于可拆下地把蜂窝电话锁定在壳体中的装置。
13．如权利要求12所述的保持器，其中所述用于互连的装置包括用于和蜂窝电话中的相应的第二接点相连的第一接点。
14．如权利要求12所述的保持器，其中所述壳体限定一个用于使外围装置和蜂窝电话相连的开口。
15．一种用于向电子装置供电的系统，包括一个电子装置保持器，其包括用于限定用来保持所述电子装置的支架的壳体；和所述壳体相连的辅助电池，用于响应所述电子装置放置在所述壳体的支架内向电子装置供电；用于使一个再充电器和壳体互连从而对电池再充电的装置；用于提供和所述辅助电池互连的第一连接装置；其中电子装置还包括用于向电子装置供电的主电池；用于和电子装置保持器的第一连接装置相连并用于提供和系统电源互连的第二连接装置；用于响应由第一和第二连接装置的连接在主电池和辅助电池之间转换的装置。
16．如权利要求16所述的系统，其中电子装置包括蜂窝电话。
17．如权利要求16所述的系统，其中电子装置保持器还包括用于把壳体和用户附连的皮带夹。
18．如权利要求16所述的系统，还包括用于可拆下地把电子装置锁定在壳体中的装置。
19．如权利要求16所述的系统，其中所述电池可以手动地从壳体中插入或取出。
20．如权利要求16所述的系统，其中电池被集成在壳体内。
全文摘要
本发明披露了一种用于增加蜂窝电话(10)的备用和通话时间的电子装置保持器(15)。所述装置包括用于限定一个用来保持电子装置(10)的支架(53)的壳体(55);被这样集成在壳体(55)内的电池(40),使得当蜂窝电话(10)被置于支架(53)内时,在壳体(55)中的电池(40)对电话供电,而不由设置在蜂窝电话装置(10)内的主电池供电。还披露了用于使壳体和用户附连的装置,例如皮带夹。
文档编号H02J7/00GK1235701SQ97199235
公开日1999年11月17日 申请日期1997年10月24日 优先权日1996年10月29日
发明者T·D·斯奈德 申请人:艾利森公司