专利名称：便携式电子装置的电池充电系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及电池的充电，特别是涉及用于诸如蜂窝电话的便携式装置的电池的充电。
集成电路和电池技术的发展使得许多诸如蜂窝电话的电子装置的体积越做越小。体积减小带来的好处是生产成本的降低、功率消耗的减少，以及使用更为方便。比如原来的蜂窝电话就象传统的军用CB无线电收发报机，而且又大又笨。相比起来，目前市场上的一些蜂窝电话小巧得都能放在口袋或手袋里，携带自如。
诸如蜂窝电话的便携式可反复充电的电子装置必须接到电源上才能充电。当电池需要充电时，这些装置通常都是采用某种形式的告警信号，如嘟嘟声、告警灯或振动来提醒。一些装置甚至带有更为复杂的系统，该系统可连续显示充电电池的剩余电量。这些系统构成了便携式装置的必备部分，或成为便携式装置电池组的一部分。
只有当告警信号被用户听到、看到或感觉到时，前述告警系统才有效，以便装置能重新接到其充电电源上进行充电。然而，有的时候告警信号发出时，用户可能不在装置旁边，比如说，移动电话开着机，但忘在手袋或大衣口袋里，手袋和大衣当天用后就一直挂在衣橱里，这样移动电话的电池就被用得一干二净，而需要使用的时候就没电了。
本发明的电池充电告警系统就是为解决这个问题的。尤其是，我们已经认识到，不仅是便携式装置具有上述的低电量告警能力，如在现有技术中所知的，而且充电系统本身也具有这种能力的话就更为有利了。本发明特别针对充电器告警系统，当a)电池当前不在充电器，b)至少符合一个时间标准，或者确定(比如用此处描述的方式)与充电系统相连接的电池需要充电时，该告警系统产生告警信号。
在本发明的特定实施例中，这个时间标准的确定是使充电系统包含一个类似于闹铃的电路，这样用户就能选择或指定一天的某个时刻，如果电池需要充电的话，用户希望在这个时刻能得到提醒，将电池插入充电系统。这个充电系统可放置于用户的厨房，将这个时刻设定为通常的晚饭时间。或是放在用户的床头，将其设定为通常的上床睡觉时间。这样的话，当告警信号发出时，用户就常在左右，就能催促他从便携式装置放置处将其取回，并将其插入充电系统。当然，如同上文指出的，如果在预定时刻电池已经插入充电系统，就不会产生告警信号。使该系统在一天的某个特定时刻产生告警的另一种办法是，告警信号以预定的时间间隔产生，如以十分钟为间隔周期。
使用时间产生的告警，提示电池可能要充电了。然而事实是不一定需要充电。根据本发明的一个特征，电池真实的(相对于可能的)充电需求可由充电系统本身确定。比如系统可能发出一个低功率的射频信号，尝试询问该便携式装置关于大约在告警信号要产生时刻电池当前的充电状态，这是假定便携式装置在无线电范围内，如在用户的房间内某处。(另外，电池组本身可能能监听该询问信号并响应该信号)。如果充电系统从便携式装置接收到返回信号，该信号指示或系统由此能确定没有充电的需求，那么告警就不会产生。否则，告警就一定会产生。
图1描述了带有体现本发明原理的电池充电系统的时钟收音机；图2是图1的时钟收音机内示意性电路的方框图；图3是由实现本发明原理的由该电路所执行操作的流程图。
图1中时钟收音机100包括许多常规部件，如时间显示器101，射频指示器刻度102，扬声器103，音量和频率控制旋纽111和112，以及多个与闹铃功能有关的按键和/或开关。这些按键和开关特别包括a)时间设定键121和闹铃设定键122，按下这两键，用户可设定告警时间和闹铃叫醒时间，它们分别与小时键123和分钟键124相关；b)滑动开关125，用户能将时钟收音机设置到关、广播、无线电告警和蜂鸣告警模式；c)午休闹铃126。时钟收音机100可连接充电电池151或便携式装置150——示意性地为一蜂窝电话，电池151与之相连。此外，时钟收音机100还包括充电插座131，电池151本身或与便携式装置150组合后都可插入该插座。插座131内有充电簧片132。根据本发明，时钟收音机100还包括告警功能开启/关闭开关133，停止告警键134和设定告警按键135。131到135这几个键的操作是为了实现下面要详细论述的本发明所提供的功能。
图2是描述图1时钟收音机内的示意性电路200的方框图。该电路包括时钟收音机电路201，它提供时钟收音机所有的逻辑和控制、时钟和广播功能。电路201示意性地包含一个或多个集成电路芯片，这些芯片提供AM/FM广播调谐、音频放大、定时和逻辑功能，以及在此描述的时钟收音机工作所需的其他功能。从各个控制键和开关的输入通过导线209进入电路201。时钟收音机还包括充电电路202，该充电电路通过导线205为插在便携式插座131上的充电电池提供充电电流，充电电池可单独插入，也可与便携式装置相连后插入插座，便携式装置也可通过导线208为电路201提供“电池存在”的逻辑信号。除了电路201内部的AM/FM广播射频电路外，时钟收音机还包括定时询问射频电路211和天线212，它们使充电系统实现如下所述的本发明特征。
根据本发明的原理，如果插座131没有插入电池，并且电池确实需要充电或有潜在的充电需求，时钟收音机100将产生告警信号。在本实施例中，时钟收音机将在某个时间基准点确定是否有潜在的充电需要。尤其是如图3流程图所描述的程序步骤所实现的，以时刻为基准。
这样如步骤301所示，时钟收音机电路首先检测开关133的状态，确定本发明的充电告警特征是否能够启动。如果不能启动的话，程序就只是返回这个步骤，在接下来的预定时刻重新检测开关的状态。若已使用135、123和124键，即用户已经预先选定了一个时刻，如果电池不在插座131的话，他希望此刻时钟收音机产生一个充电告警信号，这个告警通过导线208指示电路201。在当前时刻，程序在步骤302确定这个预定时刻是否到了，也就是说产生告警的时刻是否到了。如果时间还没有到，程序将继续返回到步骤301，直到步骤302给予的答复是“到了”。接着步骤305检测电池是否已插入插座，如果是的话，就没有必要产生告警，程序又返回到步骤301。然而，如果电池不在插座的话，程序就会往下执行。接下来的步骤310、312和315所执行的功能如下所述。当前时刻，我们假定控制流程已进行到步骤320。这就是说，已确定充电告警特征已经被启动，所预先设定的告警时刻到了，而电池还没有插入插座，步骤320就会产生充电告警。这个告警示意性地以合成的人声形式通过导线213传到扬声器103，重复发出“请插入电池”的告警，时间间隔为5分钟，直到上述两件事情中有任意一件发生，告警才停止。如果如步骤323所确定的，电池已经插入插座，充电电路202发出的信号就会产生变化并传到导线208，如步骤328所示，使得时钟收音机电路201停止产生告警。另一种方法是，如果步骤323确定电池不在插座，程序继续执行到步骤325，确定用户是否通过按下停止告警键134，选择了手动阻止告警信号的产生。如果确实是这样，程序继续执行到步骤328并停止告警。否则程序将返回到步骤323，直到电池插入插座或按键134被按下。(如果需要的话，程序可包括一超时特征324，如果经过预定的时间周期后，电池还没有插到插座并且按键134也没有按下，那么程序在此将自动返回到步骤301。)停止告警按键134只能阻止当前状态下的告警信号的产生，而不能从根本上取消告警特征。这样的话，在下一设定时刻，告警还将产生，这是在假定电池仍没有插入插座的情况下。要从根本上取消告警功能只有将开关133拨到“OFF”位置。
上述的时钟收音机产生充电告警的操作是基于电池充电的潜在需要。然而，当告警产生时，便携式装置可能实际上并不需要充电。根据本发明的一个特征，充电系统本身或与便携式装置相结合时，都能确定电池是确实需要充电，而不是潜在的需要。
时钟收音机100确实有这个功能。这样的话，在步骤305已确定电池没有插入插座之后，而在步骤320产生充电告警之前，图3的程序要执行步骤310，在这一步骤时钟收音机电路201启动定时询问射频(RF)电路211，通过天线212发给便携式装置150一个低功率射频信号。在假定便携式装置在无线电范围内的前提下，这个信号尝试询问相关的便携式装置(或电池组本身)，在告警信号将要发出时刻电池当前的充电状态，(在1988年4月5日颁证给Anglikowski等的美国专利No.4,736,404中，描述了这种技术，该技术可使时钟收音机与一特定的便携式装置和/或电池组之间进行通信。)如果系统通过天线212和射频电路211，接收到来自便携式装置的返回信号，该信号提示或系统由此能确定没有充电的必要，(就是有关电池充电状态的信息)那么步骤320就不会执行，充电告警信号不会产生，程序返回到步骤301。否则，告警就会真的如上所述在步骤320发生。
便携式装置利用一定数量的电池监听上面所提到的询问信号。为使电池的消耗最小，便携式装置可使用类似于美国专利号No.4,731,814中所使用的技术，该专利于1988年3月15日颁证给Becker等人，该技术能使便携式装置周期性地开启和关闭询问信号监听电路。
在权利要求书中，任何称之为执行特定功能的装置的元件都应包括任何执行该功能的方式，比如说，a)执行该功能的电路元件的组合或b)任何形式的软件与执行该软件的适当电路相组合，以执行这一功能。该软件包括固件、微代码或类似物。由权利要求书中所定义的本发明归于一个事实，即上述不同装置所提供的功能被组合，并以权利要求书所要求的方式联系在一起。这样申请人就会将能提供这些功能的任何装置看作与这里所示的装置等同。
上文只是说明了本发明的原理，对其进行各种改进都是可以的。比如系统可给用户机会在24小时的周期内设定多个告警时间。或者，系统不用预定的时刻作为确定潜在的充电需要的基准，而是间隔一段时间后产生告警，比如间隔十小时。电池充电后的使用时间在电池整个寿命期间有差异，一般是随着电池充/放电次数的增加而变短。因此，逻辑或所谓的模糊逻辑可与充电监听电路202-1相结合使用，通过对一段时间内多次充/放电周期的观察，根据电池的充电状态自动确定两次充电之间的平均时间间隔，从而确定产生告警信号的适当间隔周期。(这种充电监听电路可能是用于线性技术公司生产的LTC1325电池管理系统的所谓气体压力计功能的电路类型。)这种方案可通过在充电器上显示所希望的充电剩余量得以增强。进一步的增强措施包括，改进与充电室进行通信的软件，提供电池充电周期的历史数据和/或预测什么时候需更换电池。
尽管本发明被在此处公开以作为时钟收音机的组成部分，但它也可装入其他装置中，或者能作为独立的充电室来生产，该充电室有计算机接口、或者具有时间显示和必要的修正键和/或开关。
在此公开的充电告警信号为合成人声，且周期性地重复。然而，还可采用任何所希望的可视、音频、触觉或其他信号，可连续发出，而不是周期性的。
由实现本发明的电路所执行的功能可以是任何所希望的类型，这些类型不局限于特定目的的逻辑和控制电路，可包括恰当编程的特定于应用的集成电路，和/或数字信号处理硬件或在程序控制下工作的通用处理器。
应当理解的是，本领域的技术人员将能够设计各种进一步变化的装置，尽管此处没有明确示出或描述实现本发明原理的所有实现方式，但对本发明的进一步修改和变化应属于本发明的精神和范围之内。
权利要求
1.一种装置，它包括用于接收和充电充电电池的充电装置，以及响应一确定信号，即a)电池不在所述的充电装置内且b)至少符合一个预定的时间标准，而产生告警的装置。
2.根据权利要求1的本发明，所述的预定的标准是指，当前时刻是特别选定的时刻。
3.根据权利要求2的本发明，还包括用户可自己选择所述的特定时刻的装置。
4.根据权利要求1的本发明，所述的预定标准是指经过了一个时间间隔。
5.根据权利要求4的本发明，所述的时间间隔是固定的。
6.根据权利要求4的本发明，还包括对周期性插入所述充电装置的电池的充电特征进行监听的装置，其中所述时间间隔的持续时间是所述充电特征的一个功能。
7.根据权利要求1的本发明，还包括确定未插入到所述的充电装置的特定电池是否需要充电的装置，如果确定电池不需要充电，所述的告警信号就要被禁止产生。
8.根据权利要求7的本发明，所述的确定装置包括接收射频信号的装置，该信号携带着特定电池的充电状态的功能的信息。
9.一种装置，包括用于接收和充电充电电池的充电装置，以及响应一确定信号，即a)电池不在所述的充电装置内且b)与所述的充电装置相连的电池需要充电，而产生告警的装置。
10.根据权利要求9的本发明，所述的告警电路至少应在当天首先选定的时刻做出所述的确定。
11.根据权利要求10的本发明，还包括用户可自己选择所述的特定时刻的装置。
12.一种由包括充电装置的装置所使用的方法，该充电装置用于接收和充电充电电池，该方法包括以下的步骤响应一确定信号，即a)电池不在所述的充电装置内和b)至少符合一个预定的时间标准而产生一告警信号。
13.根据权利要求12的本发明，所述的预定的标准是指，当前时刻是特别选定的时刻。
14.根据权利要求13的本发明，还包括用户可自己选择所述的特定时刻的装置。
15.根据权利要求12的本发明，所述的预定标准是指经过了一个时间间隔。
16.根据权利要求15的本发明，所述的时间间隔是固定的。
17.根据权利要求15的本发明，还包括对周期性插入所述的充电装置的电池充电特征进行监听的步骤，其中所述的时间间隔的持续时间是所述充电特征的一个功能。
18.根据权利要求12的本发明，还包括确定未插入到所述的充电装置的特定电池是否需要充电的步骤，如果确信电池不需要充电，所述的告警信号就要禁止产生。
19.根据权利要求18的本发明，所述的确定步骤包括接收射频信号的步骤，该信号携带着特定电池的充电状态的功能的信息。
20.一种由包括充电装置的装置所使用的方法，该充电装置用于接收和充电充电电池，该方法包括以下的步骤响应一确定信号，即a)电池不在所述的充电器内和b)与所述的充电器相连的电池需要充电而产生一告警信号。
21.根据权利要求20的本发明，所述的确定至少应在由用户选定的当天第一时刻做出。
全文摘要
本发明涉及用于诸如蜂窝电话的便携式装置的电池的充电。本发明包括用于接收和充电充电电池的充电装置,以及响应一告警信号,即a)电池不在所述的充电装置内且b)至少符合一个预定的时间标准,而产生告警的装置。本发明可以作为时钟收音机的组成部分,也可装入其他装置中,或者作为独立的充电室。
文档编号H01M10/44GK1276642SQ00118108
公开日2000年12月13日 申请日期2000年6月7日 优先权日1999年6月8日
发明者理查德·A·德佛里克, 罗纳德·D·思鲁斯基 申请人:朗迅科技公司