具有輔助電池的皮帶夾保持器的製作方法
2023-04-24 16:44:06
專利名稱：具有輔助電池的皮帶夾保持器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於延長可攜式蜂窩電話裝置的備用時間的裝置，更具體地說，涉及一種蜂窩電話裝置用的保持器，在所述保持器中包括輔助電池。
電池組件是可攜式電子裝置例如蜂窩電話的主要電源。蜂窩電話的便攜特性受到其電池功率不能永久持續供電的制約。在電池經過一段時間的放電之後，蜂窩電話必須被插入充電器，以便給電池重新充電。為了獲得更多的電池功率(較長的電池壽命)，一般必須增加電池元件的尺寸。由於在希望電話具有較長的通話和備用時間(即較長的電池壽命)和希望得到更小更輕的電話之間的衝突，這便給蜂窩電話設計者帶來了問題。
現有的對於短的通話和備用時間的解決辦法一直局限於研製用於蜂窩電話裝置的大容量電池。這些電池受到上述的尺寸和重量的限制。由於下一代越來越小的電話裝置的研製，在尺寸和功率之間的矛盾愈加突出。其它的解決辦法涉及使用改進的用以增加現有的電池系統的單位體積電量和單位重量電量比值的電池技術。然而，這些改進不足以和可以使用現有的元件和技術的蜂窩電話裝置的較小的尺寸同步。因而，為了滿足目前的市場需求，需要一種用於增加蜂窩電話的電池壽命同時使得蜂窩電話的尺寸和重量保持不變的裝置。
本發明利用蜂窩電話皮帶保持器克服了上述的和其它的問題，所述皮帶保持器使得能夠具有較長的備用和通話時間而不增加手持蜂窩電話裝置的重量。所述裝置包括一個殼體，其限定一個用於接收蜂窩電話裝置的支架。電池被設置在殼體內，使得殼體和電池可被夾緊在用戶的皮帶上。電池可以被永久地集成在殼體內或者可以被拆下，使得一旦電池放電完畢便可以被除去，並在殼體內插入新的電池。如果電池被集成在殼體內，則可以包括對電池進行再充電的裝置。
所述殼體包括用於使蜂窩電話裝置的電源電路和電池相互連接的裝置。該用於互連的裝置這樣操作，使得當蜂窩電話裝置被置於殼體的支架之內時，蜂窩電話裝置的電源電路從蜂窩電話裝置的內部電池接通轉換為在皮帶保持器內的電池的接通。這使得可以保存內部電池內的電量。所述殼體還可以包括鎖定裝置，例如一種凸起和槽的結構，用於把電話裝置搭扣在殼體內的固定位置。這種連接中的應力應當被這樣限制，使得電話可以容易地被用戶除去。因為內部電池僅僅在輔助電池放電完畢或者在電話被使用時使用，所以可以不增加電話的尺寸而增加電池的壽命。
為了更充分地理解本發明，可參閱下面結合附圖進行的詳細說明，其中
圖1是蜂窩電話和包括輔助電池的電話保持器的側視圖；圖2是圖1所示的本發明的另一個實施例，其中保持器包括一個用於連結附屬裝置的開口；圖3是用於說明當蜂窩電話位於電話保持器中時用來在輔助電池和主電池之間轉換電池功率的電路的方塊圖；圖4是圖3的電流檢測器塊的電路圖；圖5是用於說明圖4的微處理器的控制流程的方塊圖；圖6是圖3所示的用於在輔助電池和主電池之間轉換功率的電路的另一個實施例；以及圖7是用於說明圖6所示的微處理器的控制流程圖。
現在參看附圖，特別是圖1，其中示出了包括輔助電池的蜂窩電話保持器15和相關的蜂窩電話裝置10的側視圖。蜂窩電話裝置10包括主殼體20，電池25和天線30。在蜂窩電話底部的接點35提供對蜂窩電話裝置10的電源電路的連接。和接點35相連的電路稍後將更詳細地討論。雖然本發明以接點被設置於蜂窩電話裝置10的底部為例進行說明，但是，該接點可以被設置在能夠使蜂窩電話裝置10和電話保持器15的輔助電池40相連的任何位置。
蜂窩電話保持器15包括整體地和殼體55相連的輔助電池40。保持器殼體55被如此設計，使得殼體55和輔助電池40作為一個部件而被整體地形成，或者使得輔助電池可以通過滑動，搭扣或其它的連接方法被可拆卸地和保持器殼體相連。蜂窩電話保持器15也可以包括用於和電池再充電器相連的充電器接點49。
殼體55限定一個用於保持蜂窩電話裝置10的託架53。殼體55中的保持凸起56的位置使得該凸起可以和蜂窩電話裝置10的殼體20內的相應的槽60可鎖定地接合。凸起56和槽60的組合使得把電話裝置10固定在託架53內，同時仍然可以從電話保持器15中取下電話裝置。夾子45被連接在保持器殼體55的背面，其使得用戶能夠把蜂窩電話保持器10固定在其衣服的某個位置，通常是皮帶上。這使得輔助電池40的重量能夠更方便地被承載於電話裝置15之外的位置。
蜂窩電話裝置10的託架53還包括接點70，用於連接可攜式電話裝置10的接點35。接點70使輔助電池40的正負端子和便攜電話裝置10互連。
便攜電話裝置10的內部是輔助電池檢測電路80，用於使系統電源在主電池25和輔助電池40之間轉換。在電池之間的轉換相應於藉助於從殼體55中放入或取出電話裝置10而發出的電流之間的改變。當輔助電池40的電量被耗盡時，檢測器80也把電源轉換回到主電池25。檢測器電路80的優選實施例將參照圖3-5更充分地討論。
現在參看圖2，圖中示出了蜂窩電話保持器55的另一個實施例的側視圖，其中在支架內包括一個能夠使外圍裝置和電話裝置10連接的開口85。通過該開口85，數據附屬裝置，充電器，與/或其它的電話連接，可以和電話裝置10相連。
應當理解，雖然按照使用蜂窩電話和蜂窩電話保持器對圖1-2進行了說明，但是這種具有集成的輔助電池的電子保持裝置同樣適用於任何具有備用方式和內部電池的電子裝置或需要增加電池壽命的裝置。
現在參見圖3，其中示出了用於檢測輔助電池40和蜂窩電話裝置10的連接的輔助電池檢測器電路80。檢測器電路80包括一對接點100，用於使主電池25和輔助電池40與電話裝置10的電源電路相互連接。一對開關115和120用於使主電池25和輔助電池40和電話電源電路118的其餘部分相互連接。開關120和115由微處理器125響應從電流檢測器130和電壓檢測器135接收的控制信號而被控制。
電流檢測器130檢測通過電阻150的電流。經過電阻150的電流通過使輔助電池40和便攜電話裝置10相連而被發出。現在參見圖4，其中示出了電流檢測器130的電路。從電阻150的每端取出電壓讀數(V1和V2)，並被提供給一對運算放大器155的一對輸入端。電壓V1和運算放大器155a的正輸入端相連，而電壓V2和負輸入端相連。運算放大器155b的輸入端以相反的方式和這些電壓相連。運算放大器155放大電阻155兩端的電壓差。因為在便攜電話裝置10中不利用負的電源電壓，所以每個運算放大器155使其負電源端162接地，因而不能提供負電壓。因而，需要兩個運算放大器155放大沿電流的每個方向的電壓差。
每個運算放大器155的電壓差動輸出被提供給或門170的輸入端。如果第一或第二個運算放大器中任何一個產生高電壓，表示正通過檢測電阻150流過電流，或門170便輸出邏輯高電壓信號。這由微處理器125解釋為要連接輔助電池，因而開關120閉合，而開關115打開，以便保持主電池25的功率。當第一和第二運算放大器155的輸出為低時，或門170則發出邏輯低電壓信號，並且開關115閉合，以便從主電源25提供功率。開關120也保持閉合以便一旦連接輔助電池40時通過電阻150流過電流。
再次參看圖3，電壓檢測器135確定被連接的輔助電池40的電壓輸出，並發出表示是否存在足夠的電壓以便向蜂窩電話裝置10供電的電壓信號。足夠電壓的根據是是否輔助電池40可以供出預先選擇的門限電壓。當輔助電池電壓低於預定的門限值時，則向微處理器125發出表示這種狀態的信號。然後打開開關120，從而把輔助電池40從電源電路118上斷開，並且開關115閉合，以便連接主電池25。由於開關120斷開，電阻150不再能夠檢測到和輔助電池40的連接。因此，電阻200使得能夠檢測輔助電池和接點100的物理連接。當輔助電池40和接點100接合時，電阻200兩端的電壓為正。一旦輔助電池40被斷開時，電阻200兩端的電壓則變為0。電阻200兩端的電壓由電壓檢測器135監視。
現在參看圖5，其中示出了說明由微處理器125用來控制開關115和120的算法的流程圖。該算法概略地說明了由微處理器125執行的決定處理。開始，兩個開關115和120都是閉合的。詢問步驟210通過測量流過電阻150的電流確定輔助電池40是否已被連接到蜂窩電話裝置10上。在步210微處理器125繼續監視輔助電池40的連接，直到檢測到連接為止。一旦檢測到輔助電池40的連接，詢問步驟215便確定是否輔助電池電壓太低。當電壓電平太低時，則在步220打開開關120。詢問步驟221確定是否電阻200上的電壓大於0。如前所述，大於0的電阻200上的電壓表示輔助電池仍保持連接。如果輔助電池被連接，則控制回到步215，確定是否電池電壓太低。如果輔助電池40未被連接，則在步222開關120被閉合，並且控制回到步210監視輔助電池的再連接。
如果在輔助電池40內存在足夠的電壓，則在步225開關115被打開。詢問步驟230通過檢測流過電阻200的電流確定輔助電池40是否仍然被連接。如果輔助電池40仍然被連接，詢問步驟235確定是否仍然保持有足夠的輔助電池電壓。只要輔助電池40保持連接並提供足夠的電壓，則控制繼續通過詢問步驟230和235循環，以便監視輔助電池40的斷開和低電壓。如果輔助電池40內的電壓降低到可接受的值以下，則在步240打開開關120，同時在步245閉合開關115，從而使電話裝置和主電池25相連。
一旦主電池25被再相連，詢問步驟246通過確定電阻100上的電壓是否大於0來確定輔助電池40是否仍然被連接。如果是，控制回到步235，確定輔助電池電壓是否仍然低。如果輔助電池已被斷開，則控制通過步250和255，重置開關120和115，以便等待輔助電池40的再連接。
一旦輔助電池40被斷開，則在步250使開關115閉合，同時在步255使開關120閉合。這樣系統的電源控制轉換到主電池25，並且控制返回步210，等待輔助電池40的再連接。使用上述的電路和算法，該裝置將按以下的方式操作。在正常操作時，輔助電池40不被連接。因而電話裝置10的電源是主電池25。開關115閉合，使得電話從主電池25吸取電流。開關120也保持閉合，以便能夠檢測輔助電池40的連接。當用戶連接輔助電池40時，電流通過檢測電阻150，並且使電阻200上的電壓大於0。這電流被電流檢測器130檢測到，並發出通知微處理器125的電流信號。
然後，電壓檢測器135和微處理器125確定是否存在足以操作電話裝置10的電壓。如果輔助電池40的電壓太低，微處理器125則保持開關115閉合併打開開關120。這樣便阻止輔助電池40從主電池25吸取電流。如果電壓足夠高，則微處理器125打開開關115，以便阻止從主電池25吸取電流。
開關115保持打開而開關120保持閉合這樣一段時間，直到輔助電池40的電壓降低到預定的門限值以下，或者電話裝置10從輔助電池斷開。在每種情況下，開關115被閉合，使得電話裝置10現在由主電池25供電。如果開關115由於低電壓值而被閉合，則開關120由於上述的理由而被斷開。如果輔助電池40已被斷開，如電阻200上的電壓所指示的，則開關120保持閉合，使得能夠檢測流過檢測電阻150的電流。
上述的電路是根據蜂窩電話裝置進行說明的。不過，應當理解，這種電路可以應用於其它要求增加電池使用時間而不相應地增加裝置尺寸的電子裝置。
現在參看圖6，其說明本發明的另一個實施例，其中只有電壓檢測器135監視輔助電池40的連接。對於和圖3所示的相同的部件用相同的標號表示。檢測電路80包括一對接點100用於使主電池25和輔助電池40和電話裝置10的電源電路118相互連接。一對開關115和120使主電池25、輔助電池40與電話電源電路118的其餘部分相互連接。開關120和115由微處理器125響應從電壓檢測器135接收到的信號控制。
電壓檢測器135監視電阻200上的電壓，電阻200上的電壓響應輔助電池40和檢測電路80的接點100的連接而改變。當輔助電池40和接點100接合時，電阻200上的電壓為正，一旦輔助電池40被斷開時，如果開關120被打開，則電阻200上的電壓變為0。
電壓檢測器135還監視被連接的輔助電池40的電壓輸出，並產生指示是否存在足以向蜂窩電話裝置10供電的電壓的信號。足夠的電壓的根據是是否輔助電池40可以供出預定的門限電壓。當輔助電池電壓下降到預定的門限值以下時，向微處理器125發出一個指示這種狀態的信號。然後使輔助電池從電路上斷開。
現在參看圖7，其說明對於圖6的實施例，由微處理器125執行的用於控制開關115和120的算法的流程圖。該算法概略地說明了由微處理器125執行的決定處理。開始，開關115閉合，而開關120斷開。這使得主電池25和電話電源電路118相連。詢問步驟300監視電阻200上的電壓，以便確定該電壓是否大於0。等於0的電壓值表示輔助電池40尚未被連接，並且控制繼續通過步300循環。當檢測到輔助電池40的連接時，詢問步驟305確定是否輔助電池電壓太低。如果是，則控制轉換到詢問步驟310，再次確定電阻200上的電壓是否大於0。如果是，控制繼續返回步305。一旦電阻200上的電壓表示輔助電池40已被斷開，則控制回到步300。
如果詢問步驟305確定輔助電池電壓不太低，則開關120在步315被閉合，而開關115在步320被打開。這使得主電池25和電源電路118斷開而和輔助電池40相連。電壓檢測器135在詢問步驟325繼續監視輔助電池40和電源電路118的連接。如果電阻200保持為正電壓，則詢問步驟330再次檢查輔助電池電壓是否太低。如果是，則開關115在步335閉合，而開關120在步340斷開，以便使輔助電池40和電源電路118斷開，並且控制返回步325。如果電壓不太低，則處理器125通過返回步325隻繼續監視繼續的連接。
一旦詢問步驟325確定電阻200兩端的電壓不再大於0，則在步345使開關115閉合而在步350使開關120斷開，從而再次連接主電池25。然後控制返回步300，監視輔助電池40的再連接。使用以上討論的電路和算法，這個實施例將按下述方式進行操作。在正常操作方式下，輔助電池40不被連接，蜂窩電話裝置10的電源是主電池25。因而，在正常操作方式下，開關115是閉合的，因而蜂窩電話裝置10可以從主電池25吸取電流。在正常操作期間，開關120被斷開。蜂窩電話裝置的微處理器125繼續監視電壓檢測器135，以便確定加於電阻200上的電壓。
當輔助電池40被連接時，在電阻200兩端產生電壓降，並且輔助電池40的電壓可以通過電壓檢測器135被讀出。然後微處理器125確定是否輔助電池40具有足以操作蜂窩電話裝置10的電壓。如果輔助電池40的電壓太低而不能操作蜂窩電話裝置10，則微處理器125不進行操作而電話繼續由主電池25供電。如果輔助電池40的電壓足夠高，則微處理器125使開關120閉合，使得蜂窩電話裝置10能夠從輔助電池40吸取電流。然後蜂窩電話裝置10將斷開開關115，藉以阻止從主電池25再吸取電流。
蜂窩電話裝置10將保持開關115斷開和開關120閉合，直到微處理器125檢測到輔助電池40的電壓降低到最小門限值以下，或者檢測到蜂窩電話裝置10已經從輔助電池40斷開。在每種情況下，一旦這被檢測到，開關115便閉合，使得電話可以由主電池25供電。開關120被打開，以便幫助進行關於輔助電池40是否具有足以向電話供電的電壓的進一步檢測。
雖然參照附圖對本發明的的裝置和方法的優選實施例進行了詳細的說明，但應當理解，本發明不限於所述的實施例，不脫離由以下所附的權利要求限定的本發明的範圍和構思可以具有各種改型。
權利要求
1．一種電子裝置保持器，包括用於限定一個用來保持電子裝置的支架的殼體；和殼體相連的電池，用於響應電子裝置放在殼體的支架內而向電子裝置供電；用於使一個再充電器和殼體互連以便對電池進行再充電的裝置；以及用於使電子裝置的電源電路和電池互連的裝置。
2．如權利要求1所述的保持器，還包括用於把殼體連附於用戶上的裝置。
3．如權利要求2所述的保持器，其中用於連附的裝置包括皮帶夾。
4．如權利要求1所述的保持器，還包括用於把電子裝置可拆下地鎖定在殼體中的裝置。
5．如權利要求1所述的保持器，其中所述用於互連的裝置包括用於接合電子裝置上的相應的第二接點的第一接點。
6．如權利要求1所述的保持器，其中所述支架用於容納蜂窩電話。
7．如權利要求1所述的保持器，其中所述殼體限定一個開口，用於使外圍裝置和電子裝置相連。
8．如權利要求1所述的保持器，其中所述電池可以從殼體中手動地插入或移出。
9．如權利要求1所述的保持器，其中所述電池被集成在殼體內。
10．如權利要求1所述的保持器，還包括用於對集成的電池充電的裝置。
11．一種蜂窩電話皮帶保持器，包括用於限定一個用來保持蜂窩電話的支架的殼體；可拆下地和殼體連接的電池，用於響應蜂窩電話放在支架內而向蜂窩電話供電；用於響應蜂窩電話放入支架內而使蜂窩電話的電源電路從蜂窩電話的主電池轉換到所述電池的裝置，用於轉換的裝置還能夠在所述電池被耗盡而蜂窩電話被置於支架內時使蜂窩電話的電源電路轉換回主電池的裝置；以及用於把殼體連附於用戶的皮帶上的皮帶夾。
12．如權利要求12所述的保持器，還包括用於可拆下地把蜂窩電話鎖定在殼體中的裝置。
13．如權利要求12所述的保持器，其中所述用於互連的裝置包括用於和蜂窩電話中的相應的第二接點相連的第一接點。
14．如權利要求12所述的保持器，其中所述殼體限定一個用於使外圍裝置和蜂窩電話相連的開口。
15．一種用於向電子裝置供電的系統，包括一個電子裝置保持器，其包括用於限定用來保持所述電子裝置的支架的殼體；和所述殼體相連的輔助電池，用於響應所述電子裝置放置在所述殼體的支架內向電子裝置供電；用於使一個再充電器和殼體互連從而對電池再充電的裝置；用於提供和所述輔助電池互連的第一連接裝置；其中電子裝置還包括用於向電子裝置供電的主電池；用於和電子裝置保持器的第一連接裝置相連並用於提供和系統電源互連的第二連接裝置；用於響應由第一和第二連接裝置的連接在主電池和輔助電池之間轉換的裝置。
16．如權利要求16所述的系統，其中電子裝置包括蜂窩電話。
17．如權利要求16所述的系統，其中電子裝置保持器還包括用於把殼體和用戶附連的皮帶夾。
18．如權利要求16所述的系統，還包括用於可拆下地把電子裝置鎖定在殼體中的裝置。
19．如權利要求16所述的系統，其中所述電池可以手動地從殼體中插入或取出。
20．如權利要求16所述的系統，其中電池被集成在殼體內。
全文摘要
本發明披露了一種用於增加蜂窩電話(10)的備用和通話時間的電子裝置保持器(15)。所述裝置包括用於限定一個用來保持電子裝置(10)的支架(53)的殼體(55);被這樣集成在殼體(55)內的電池(40),使得當蜂窩電話(10)被置於支架(53)內時,在殼體(55)中的電池(40)對電話供電,而不由設置在蜂窩電話裝置(10)內的主電池供電。還披露了用於使殼體和用戶附連的裝置,例如皮帶夾。
文檔編號H02J7/00GK1235701SQ97199235
公開日1999年11月17日 申請日期1997年10月24日 優先權日1996年10月29日
發明者T·D·斯奈德 申請人:艾利森公司