低功率接近检测装置的制作方法

本公开的多个方面提供了与各种电池充电应用相关的低功率接近电路(或者装置)。

背景

cavanaugh的美国专利no.8,305,033(“033专利”)公开了一种适合用于与车载交通工具充电器一起使用的接近检测电路，车载交通工具充电器诸如但不限于在混合交通工具和混合电动交通工具内使用的充电类型，以便在对于车载充电器没有必要或否则不期望测试对于用于将车载充电器连接到充电站或其他电流源的电线组件或其他连接的连接时的时间段期间方便电流保存。

概述

提供了一种包括检测电路的接近检测装置。检测电路被配置成接收指示第一电压电平的接近信号和指示第二电压电平的参考信号，并且在预先确定的间隔处接收唤醒信号。检测电路还被配置成响应于唤醒信号将第一电压电平与第二电压电平进行比较，并且基于第一电压电平与第二电压电平的比较，生成指示外部电源电耦合至交通工具以对交通工具中的一个或多个电池充电的第一输出。

提供了一种包括事件储存电路和检测电路的接近检测装置。事件储存电路被配置成指示外部电源耦合至交通工具。检测电路被配置成接收指示第一电压电平的接近信号和指示第二电压电平的参考信号，并且在预先确定的间隔处接收唤醒信号。检测电路还被配置成响应于唤醒信号将第一电压电平与第二电压电平进行比较，并且响应于将第一电压电平与第二电压电平进行比较，向事件储存电路提供指示外部电源电耦合至交通工具以对交通工具中的一个或多个电池充电的第一输出。

提供了一种包括触发器电路和检测电路的接近检测装置。检测电路被配置成接收指示第一电压电平的接近信号和指示第二电压电平的参考信号，以在预先确定的间隔处接收唤醒信号。检测电路还被配置成响应于唤醒信号将第一电压电平与第二电压电平进行比较，并且响应于将第一电压电平与第二电压电平进行比较，向触发器电路提供指示外部电源电耦合至交通工具以对交通工具中的一个或多个电池充电的第一输出。

附图简述

在所附权利要求中特别指出本公开的实施例。然而，通过结合附图参考下面的详细描述，各种实施例的其它特征将变得更明显并且将被最好地理解，其中：

图1描绘了根据一个实施例的用于提供低功率接近检测的装置；

图2描绘了根据一个实施例的对应于到事件储存电路的各种信号输入的各种波形的图示；

图3描绘了根据一个实施例的生成用于微处理器的唤醒事件的波形的图示；并且

图4描绘了根据一个实施例的向装置提供的各种波形的图示。

详细描述

根据要求，在本文中公开了本发明的详细的实施例；然而应理解的是，所公开的实施例仅仅是本发明的可以以各种形式和可选形式体现的示例。附图未必按比例绘制；一些特征可能被放大或缩小以显示特定部件的细节。因此，在本文中公开的特定的结构细节和功能细节不应被解释为限制性的，而是仅仅作为用于教导本领域技术人员以各种方式使用本专利的代表性基础。本公开的实施例通常提供了多个电路、电气设备以及至少一个控制器。对电路、至少一个控制器和其它电气设备及由每个电路、控制器和电气设备提供的功能的所有的引用并非旨在被限于只包括在本文中示出和描述的内容。虽然特定的标签可被分配到所公开的各种(多个)电路、(多个)控制器和其它电气设备，然而这样的标签并非旨在限制对于各种(多个)电路、(多个)控制器和其它电气设备的操作的范围。这种的(多个)电路、(多个)控制器和其它电气设备可基于所期望的特定类型的电气实现而彼此组合和/或以任何方式分离。

应认识到，如在本文中公开的任何控制器可包括任意数量的微处理器、集成电路、存储器设备(例如，闪存、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可编程只读存储器(eprom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)或其中的其它适当变型)以及彼此共同协作来执行本文公开的(多个)操作的软件。另外，如所公开的任何控制器利用任意一个或多个微处理器来执行在非暂时性计算机可读介质中体现的计算机程序，该计算机程序被编程以执行如所公开的任意数量的功能。此外，如在本文中提供的任何控制器包括壳体和位于壳体内的各种数量的微处理器、集成电路和存储器设备((例如，flash，随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可编程只读存储器(eprom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom))。如所公开的(多个)控制器还包括基于硬件的输入端和输出端，以分别用于从如在本文中讨论的其他基于硬件的设备接收数据和向如在本文中讨论的其他基于硬件的设备传送数据。

当电线组件插入交通工具(并且到外部电源)以使得交通工具电池能够充电时，接近检测电路检测电线组件的存在。一旦接近检测电路检测到电线组件插入到交通工具，则接近检测电路生成输出以向交通工具指示该交通工具可以接收来自在住宅处的、商业机构处的或者其他充电系统处的交流电源的电力。在电线组件没有插入或者可操作地连接至交通工具以使得电池能够充电的某些时刻，有必要间歇地为接近检测电路提供电力，使得在交通工具中的其他控制器和电气设备处于休眠模式中时，接近检测电路能监测电线组件的存在。因此，这种在交通工具处于休眠模式的同时为接近检测电路提供电力的情况可以消耗大量的静态电流并且消耗在交通工具上的一个或多个电池上储存电力。因此，可能需要在保持低静态电流以在电池没有被充电的某些时刻减缓电池的功耗的同时，提供检测电线组件的对能量来源和交通工具的接近或者物理连接的低接近检测电路。

图1描绘了根据一个实施例的用于提供在交通工具12中的低功率接近检测的装置10。装置10包括检测电路14、保持电路16、事件储存电路18和脉冲生成器电路20。开关22可操作地连接至检测电路14。开关22提供了信号proximity，该信号proximity指示电线组件21是否耦合至交通工具12以及是否耦合至交通工具的外部电源23以用于为交通工具12中的一个或多个电池53充电。电线组件21可以是便携的，或者可以被安装为接近于在机构上的或者在机构周围的电气插座以用于调节来自电气插座的电力并且用于为交通工具12中的一个或多个电池53提供调节的电力。

检测电路14包括多个电阻器24a-24n、比较器26以及至少一个电容器28。将信号wake_up提供给检测电路14，以用于在预先确定的间隔处提供电压。通常，检测电路14并不是当交通工具12处于关断状态(例如，交通工具点火装置关断)时的全部时间(或者连续地)都被供电。在一个示例中，每256ms，信号wake_up被应用一次，并且可以被应用400μs的周期。这种情况帮助在交通工具12处于关断状态时降低在装置10处的电流消耗。装置10可以从包括集成定时器和唤醒选通感测能力的系统基础芯片(“sbc”)提供信号wake_up。sbc可以位于装置10中或者可以放置在交通工具12中的电子交通工具控制器中。

当操作者将电线组件21连接到交通工具12以及连接到交通工具12的外部电源23的时候，开关22向比较器26提供信号proximity上的低电压。在比较器26采用信号wake_up上的高电压被选通的时候(例如，当交通工具12处于休眠模式或者处于唤醒模式的时候，电力在预先确定的间隔处被应用)，比较器26将低电压(或者电压电平)(参见比较器26上的引脚3)与如由信号vref_wake提供的参考电压(或者具有另一电压电平的参考信号)(参见比较器26上的引脚4)进行比较。信号vref_wake源自信号wake_up，并且被布置在与信号wake_up不同的电压电平处。分压器(未显示)被布置成在与信号wake_up不同的电压处提供信号vref_wake。如果比较器26确定低电压小于参考电压，那么比较器26输出高输出(例如，5v)。检测电路14的引脚输出端30向保持电路16提供了高输出。

当操作者断开电线组件21与交通工具12的连接和/或断开电线组件21与交通工具12的外部电源23的连接的时候，开关22向比较器26提供信号proximity上的高信号。在比较器26采用信号wake_up上的高电压选通的时候(例如，电力在预先确定的间隔处被应用，这降低静态电流)，比较器26将高电压(参见比较器26上的引脚3)与如由信号vref_wake提供的参考电压(参见比较器26上的引脚4)进行比较。如果比较器26确定高电压大于参考电压，那么比较器26输出低输出(例如，0v)。检测电路14的引脚输出端30向保持电路16提供低输出。通常，在电线组件21连接至交通工具12并且连接至外部电源23的时刻，开关22转变为提供低输出，并且检测电路14转变为提供高输出。在电线组件断开与交通工具和/或外部电源的连接的时刻，开关22转变为提供高输出，并且检测电路14转变为提供低输出。

保持电路16包括二极管电路32。在一个示例中，二极管电路32可以是肖特基二极管。事件储存电路18包括触发器电路34、电阻器36a-36n、电容器38a-38n以及二极管电路41。在一个示例中，触发器电路34可以是d触发器。保持电路16被配置成将从检测电路14接收的输出保持一段时间，以使得触发器电路34能够接收wake_up上的高电压，以唤醒触发器电路34，使得触发器电路34从检测电路14接收输出。输入(或者时钟信号)被提供给触发器电路34(例如，在触发器电路34的输入端1(或者clk)处)，以检测输入端“d”的状态。二极管电路41确保对于被提供给触发器电路34的输入端1的时钟信号的急剧的下降时间和缓慢的上升时间。因为时钟信号可以缓慢，所以触发器电路34可容易受到时钟信号的下降沿的重新采样的影响(即，对于上升沿触发的触发器电路34)。

通常，时钟信号数据(例如，在触发器电路34处从引脚输出端30和保持电路16接收的(如在输入端“d”处接收的)数据)是在上升沿上。保持电路16确保在时钟信号的上升沿到达触发器电路34处的输入端clk之前，提供给触发器电路34处的输入端d的数据是存在的，并且保持电路16还确保在时钟信号转低之后，提供给输入端d的数据是有效地。例如，保持电路16将来自检测电路14的输出储存一段时间，以确保事件储存电路18根据唤醒而能够在开关22断开连接(例如，没有执行交通工具充电)或者开关22连接(例如，执行交通工具充电)的时候从检测电路14接收(或者检测)输出。例如，保持电路16在时钟信号的上升沿和下降沿二者期间均维持向输入端“d”提供的状态信息，以确保触发器电路34在触发器电路34的“q”处提供有效输出。在这种情况下，触发器电路34保持来自检测电路14的输出，并且触发器电路34并不重新触发相同事件。因为触发器电路34并不重新触发相同事件(即，输出端q保持在相同电平处直至电线组件31断开连接)，所以这种情况降低了静态电流消耗。

脉冲生成器电路20包括二极管电路40、多个电容器42a-42n和电阻器44。在一个示例中，二极管电路40可以是肖特基二极管。脉冲生成器电路20的电容器42a(或者旁路电容器)可操作地耦合至触发器电路34的输出端，这使得触发器电路34能够仅在开关22从闭合到打开或者从打开到闭合的转变时消耗电流。通常，在检测电路14的输出被供应给保持电路16并且随后被供应给触发器电路34的输入端“d”处的时候，触发器电路34接着向脉冲生成器电路20的电容器42a提供这种输出(即，开关22或者接近检测的状态)。应当认识到，电容器42a向二极管电路40提供了作为单脉冲而非恒定电平的来自触发器电路34的输出，因此这用于使事件储存电路18的电流消耗最小化(或者降低静态电流消耗)。脉冲生成器电路20向交通工具12中的一个或多个微处理器51提供输出，如果触发器电路34提供了高输出(或者触发器电路34的输出端q是高的)，那么交通工具12正在充电。

通常，二极管电路40允许或实现正脉冲生成。例如，当触发器电路34提供低输出的时候，其余的二极管(即，放置在二极管电路40的上部的二极管)使电容器42a放电。来自二极管电路40的输出被传输到提供周期性选通同步感测的sbc的输入端io_1(或者传输到其他微处理器51)。电容器42n类似于电容器42a在于，在电线组件21被断开连接而触发器电路34提供了低输出的时候，电容器42n提供了输出(或者被放电)。反相缓冲器46(或者开关)被提供以将负脉冲反相成正脉冲。

图2描绘了根据一个实施例的对应于到装置10的各种信号输入的各种波形以及对事件储存电路的相应影响的图示120。如所显示的，波形122对应于在从开关22提供给检测电路14时的信号proximity。波形124对应于向事件储存电路18的触发器电路34的输入端“d”处的信号。波形126对应于向触发器电路34的输入端“clk”提供的信号(即，时钟输入或者时钟信号)。波形128对应于从触发器电路34的输出端“q”提供的信号。

如在点140处所示，开关22提供了从上升沿到下降沿的转变。这种情况对应于其中电线组件21耦合至交通工具12并且耦合至外部电源23以用于为交通工具12中的一个或多个电池53充电的情况。在点142处，来自检测电路14的输出变为高(例如，比较器26输出高输出)，其接着被供应给触发器电路34的输入端“d”。对于变为高的时钟信号中的每个脉冲，提供给触发器电路34的输入端“d”的相应输入被记录。如在波形128处可见的，一旦信号proximity从上升沿转变到下降沿，触发器电路34的输出端“q”就变为高。

图3描绘了根据一个实施例的为微处理器(未显示)生成唤醒事件的波形的图示150。如所显示的，波形152对应于如从开关22提供给检测电路14的时候的信号proximity。通常，装置10能够检测电线组件21的连接和断开连接。正因如此，上升波形或者下降波形可被使用。例如，波形154对应于在信号proximity从上升沿转变到下降沿时在微控制器处的唤醒事件。如以上注意到的，在这个示例中的这一转变对应于开关22被闭合，其指示电线组件21已经连接至交通工具12并且连接至外部电源23以用于对交通工具12充电的目的。

图4描绘了根据一个实施例的向装置10提供的各种波形的图示200。如所见，信号wake_up在预先确定的间隔处为高，以对装置10中的各个部分供电(或者选通)，以使得电流消耗最小化。在信号proximity上的点202处，可以看到从上升沿到下降沿的转变。这种情况对应于在电阻中的变化或者开关22被切换以反映电线组件21电耦合至交通工具12并且电耦合至外部电源23。点204对应于在唤醒事件的时间的点(即，电线组件21连接至交通工具12并且连接至外部电源23)。检测电路14检测到事件并且提供高输出，该高输出在信号wake_up的下一个上升沿处在触发器电路34的输入端“d”处被接收到。触发器电路34转而在输出端“q”上输出上升沿(参见图4中的信号q)。脉冲生成器电路20提供包括用于唤醒交通工具12中的一个或多个微处理器的电压脉冲的信号io_1。一旦接近事件被检测到(即，电线组件21连接至交通工具12并且连接至外部电源23)，则一个或多个微处理器唤醒交通工具12(或其他交通工具电子设备)，以发起充电会话。

如所示，信号q保持高，直至另一唤醒事件被检测到(参见点206)。在图示200上的点206之前，可以看到，信号proximity从下降沿转变到上升沿。这种情况显示，电线组件21已经与交通工具12和/或外部电源23断开连接。开关22传输示出以上指出的情况的信号proximity。检测电路14检测到事件并且提供低输出，该低输出在信号wake_up的下一个上升沿处在触发器电路34的输入端“d”处被接收到。触发器电路34转而在输出端“q”上输出下降沿(参见图4中的信号q)。脉冲生成器电路20提供了包括用于警告在交通工具12中的一个或多个微处理器该交通工具不再被充电的电压脉冲的信号io_1。

虽然上面描述了示例性实施例，但并非旨在这些实施例描述了本发明的所有可能的形式。相反，在说明书中使用的词句是描述而不是限制的词句，以及应理解，在不偏离本发明的精神和范围的情况下可做出各种改变。另外，各种实现实施例的特征可组合以形成本发明的另外的实施例。