具有附件的電子設備及其電池間的切換的製作方法

2024-03-11 00:47:15 2

專利名稱：具有附件的電子設備及其電池間的切換的製作方法
技術領域：
本發明一般涉及具有電池供電的可附加選件的消費電子設備。
背景技術：
許多電池供電的消費電子設備(「主設備」)可包括可附加選件(「附件」)，可附加選件本身可以有電池。一個例子可以是個人數字助理(PDA)或照相機/攝像機，可將無線數據機卡附加到PDA或照相機/攝像機，用於從PDA或照相機/攝像機傳輸數據或將數據傳輸到PDA或照相機/攝像機。由於流過主機和附件之間接口的電流量的設計限制而限制了從主電池提供給附件的電流量，在一些條件下可能需要附件上的獨立電池。
本發明認識到出於大小和成本的目的，需要使電池(特別是附件上的)的尺寸最小化，其中在附件中的電池和主電池之間共享組合系統的電子負載。例如，在峰值發射輸出功率上，碼分多址(CDMA)無線數據機卡附件(將其設計為符合緊緻快閃記憶體接口(Compact Flash Interface)規範)需要大於800毫安(mA)，但是所述緊緻快閃記憶體接口使主電池允述在主-附件接口上提供不多於500mA。由於上述原因，必須在卡上提供獨立的電池，該電池可與主電池共享功率負載。
然而，本發明批判性地觀察到難以僅僅通過將不同電池電源連接在一起的方式將其結合在一起。即使是相同類型的電池，基於它們的相對放電狀態和相對溫度，它們的電壓也可能是不同的。在環境失蘅的情況下，來自一個電池的電荷會立即開始流入另一個電池並且會流回接口，這是設計規範中所禁止的。另一方面，如果通過諸如從每個電池為卡的不同部分供電來使電池彼此互相獨立，則難以找到兩個電池需要的峰值電流滿足設計限制的良好劃分。
此外，不同的電路具有不同的電壓需求，並且難以預測電壓需求。特別對於CDMA卡附件而言，例如其功率放大器具有對電流-輸出功率顯示它非線性並且近似指數。結果，由於來自CDMA數據機的電流需求變化大(大部分歸因於功率放大器)，不可能預測任一時刻功率放大器相對於CDMA數據機卡其餘部分所需要的電流量。結果是可能需要比需要的附加電池更大容量的電池，其中在大部分的時間內電池的容量將浪費。通過本發明可以了解到，雖然需要使附加電池的尺寸最小化，但是也需要獲得均衡，由此使一個電池不會先於其它電池而一直消耗其自身。
本發明考慮了上面提到的問題並且已經在下文中提出了一個或多個問題的解決方案。

發明內容
電子系統包括主設備(諸如但是並不局限於PDA或成像設備)，該主設備包括主電路和主電池。附件(諸如但不局限於無線數據機)與主設備以可拆裝的方式接合。附件包括附加電池、一直由附加電池供電的第一電路和根據與附件相關聯的指定電路(例如無線數據機接收機)的功耗選擇地由主電池或附加電池供電的第二電路。
在優選實施例中，當指定電路的功耗高於閾值時，由主電池對第二電路供電，否則，如果附加電池的剩餘充電容量對主電池的剩餘充電電量具有第一關係，則由主電池對第二電路供電。另一方面，如果附加電池的剩餘充電容量對主電池的剩餘充電電量具有第二關係，則由附加電池對第二電路供電。第一關係和第二關係可以至少部分取決於至少一個電流測量。定義所述關係的優選的非限制性方式是使用不等式Cc＞Hc(A+C/2)/(B+C/2)，其中Cc是附加電池的剩餘充電容量，Hc是主電池的剩餘充電容量，A是至少第一電路中的電流，B是一直由主電池供電的至少一個電路中的電流，C是至少第二電路中的電流。
在另一方面，用於對具有附件的主電子設備供電的方法包括一直僅僅使用與主電子設備相關聯的主電池對單主電源電路(host power-only circuit)供電以及一直僅僅使用與附件相關聯的附加電池對附件中的單附加電源電路(attachment power-only circuit)供電。此外，基於至少一個標準，上述方法包括決定是否對與附件、主電池或附加電池相關聯的至少一個共享電源電路供電。
在另一方面，電子系統包括主設備和與主設備以可拆裝的方式接合的附件，主設備包括主電路和至少一個主電池。附件包括附加電池和一直由附加電池供電的第一電路。附件還包括第二電路，在一些狀況下，根據附加電池的剩餘充電容量和主電池的剩餘充電容量之間的關係由主電池或附加電池選擇地對第二電路供電。
在另一方面，處理器包括用於確定與接合到主設備的附件相關聯的至少一個指定電路的功耗是否超過閾值的裝置。還提供用於在沒有超過閾值的情況下決定附加電池的剩餘充電容量和主電池的剩餘充電容量之間關係的裝置，其中附加電池與附件相關聯，主電池與主設備相關聯。提供開關裝置，用於響應上述用於決定的裝置而將附加電池或主電池電連接到第二電路。
結合附圖可以更好地理解本發明結構和工作的細節，附圖中的相同標號表示相同的部分，其中


圖1是根據本發明的一個實施例的簡化框圖；圖2是組合的主設備/附件的電路框圖；並且圖3是本邏輯的流程圖。
具體實施例方式
首先參考圖1，其示出一般指定為10的系統，其包括主設備12(諸如但不局限於個人數字助理(PDA)或者成像設備(諸如攝像機等))。系統10還包括附件14(諸如但不局限於無線數據機(例如CDMA數據機卡))。可以理解的是這裡考慮到了各種各樣的主設備12/附件14，其中最好通過本領域中已知的方法手動地將附件14與主設備12的機架或插槽16以可拆裝的方式接合。
如圖1所示，主設備12具有至少一個主電池18和邏輯模塊20，可由主設備12的處理器訪問該邏輯模塊以執行下面描述的邏輯。接口22將主機設備12與附件14電連接。
和主設備12一樣，附件14也包括邏輯模塊24，可由附件14中的處理器訪問該模塊以代替主設備12或者與主設備12一起在這裡執行邏輯，主設備12執行其邏輯模塊20。能以硬體或軟體來體現邏輯模塊20、24，並且可在計算機可讀介質上存儲該邏輯模塊。
圖1示出附件14包括至少一個附加電池26。示例性的非限制性附加電池26可以是額定為250毫安/小時的鋰離子型電池。當附件14工作時，一直由附加電池對附件14中的第一電路28供電。非限制性第一電路可以是CDMA數據機中的功率放大器或另一個電路。附件14中包含第二電路30(這裡也稱為共享電源電路)，如下文中將更完整地公開的，由(通過接口22)主電池18或者附加電池26選擇地對第二電路供電。
在解釋邏輯(通過該邏輯確定是使用主電池18還是附加電池26對共享電源電路30供電)之前，參考圖2以獲得對於非限制性共享電路的理解。如圖所示，主電池18用於對主設備12中的單主電池負載32供電。可提供電流測量設備34(諸如但不局限於mili-Ohom型串聯電阻，其以諸如0.5秒的時間間隔將電流採樣到負載32)以產生表示電流的信號給單主負載32。如果需要在最後的26個(或其它一些適當數量的)採樣對採樣計算平均值。
相反，附加電池26對單附加電池負載(諸如第一電路28)供電。可提供電流測量設備36以產生表示電流的號給單附加負載28。
圖2也示出可根據主電池開關38還是附加電池開關40閉合由電池18、26來對共享負載(諸如圖1中所示的第二電路30)供電。由下面所述的邏輯決定哪一個開關閉合。可提供電流測量設備42以測量由負載30引起的電流。應該理解雖然示出三個電流測量設備，也可根據本原理使用其它的電流測量配置。
將上述理解牢記在心，將注意力集中到圖3的邏輯流圖上。雖然以流程格式示出邏輯，但是應該理解在實際的實現中，可使用軟體、狀態機和/或其它邏輯機構。
從決定菱形框44開始，在一個優選的非限制性實施例中，決定預定電路負載是否小於閾值。一個示例是決定從附加電池26提供的全部電流是否小於電池容量的兩倍。作為另一個示例，如果附件是CDMA數據機，在決定菱形框44上，可以確定接收機工作在特定功率電平(例如-94dBm)之上還是之下。
如果超過了閾值，邏輯進入塊46，其中由主電池18(例如通過使主電池開關38閉合併使附加電池開關40打開的方式)對共享負載30供電。相反，如果沒有超過閾值，邏輯可以轉到決定菱形48以進行另一個測試。
在決定菱形框48，優選的邏輯考慮到確定電池18、26的剩餘容量之間的關係。具體地，來自圖2所示的電流測量設備34、36、42的至少一個電流信號並且最好所有的三個電流信號用於確定哪一個電池應該對共享負載30供電。在一個示例性的非限制性實施例中，使用以下不等式執行決定菱形框48上的確定。
Cc＞Hc(A+C/2)/(B+C/2)，其中Cc是附加電池的剩餘充電容量，He是主電池的剩餘充電容量，A是測量設備36檢測到的電流，B是測量設備34檢測到的電流，C是測量設備42檢測到的電流。
如果不等式不再保持成立(意味著附加電池26的的容量相對低)，邏輯轉到塊46以使主電池18能對共享負載30供電。否則，如果不等式保持成立(指示附加電池26的的容量相對高)，邏輯轉到塊50。在塊50上，附加電池26用於(通過諸如使主電池開關38打開並使附加電池開關40閉合的方式)對共享負載30供電。
雖然這裡示出並詳細描述的特定「具有附件的電子設備及其電池間切換」完全能夠達到本發明上述的目的，可以理解，它是本發明的優選實施例，並且它代表本發明廣泛考慮的主題，本發明的保護範圍完全包含對於本領域的技術人員而言明顯的其它實施例，本發明的保護範圍由此由所附權利要求來限定，除非明確提到，否則對權利要求中的單數元件的引用並不用於指「一個和僅僅一個」，而是指「一個或多個」。本領域的一般技術人員理解或者以後會理解的所有與上述優選實施例的元件等效的結構和功能性相同的元件通過引用結合在本文中並且用於由本權利要求所包含。此外，設備或方法不需要強調本發明所嘗試解決的每個問題。它由本權利要求書所包含。此外，不論元件、組件或方法步驟是否在權利要求書中明確引用，本公開中的元件、組件或方法步驟並不用於專門用於公眾。除非特意使用短語「用於…的裝置」引用元件或者在方法權利要求的情況下將元件作為「步驟」而非「行動」引用，否則不在35U.S.C§112第六段中解釋本文的權利要求元件。
權利要求
1.一種電子系統，包括主設備(12)，其包括主電路和至少一個主電池(18)；附件(14)，其與所述主設備(12)以可拆裝的方式接合併包括附加電池(26)，所述附件(14)包括至少第一電路(28)和至少第二電路(30)，一直由所述附加電池(26)對所述第一電路供電，至少部分根據與所述附件(14)相關聯的至少一個指定電路的功耗選擇地由所述主電池(18)或所述附加電池(26)對所述第二電路供電。
2.如權利要求1所述的系統，其特徵在於所述指定電路是無線接收機電路。
3.如權利要求1所述的系統，其特徵在於當所述指定電路的功耗高於閾值時，由所述主電池(18)對所述第二電路(30)供電，否則，如果所述附加電池(26)的剩餘充電容量對所述主電池(18)的剩餘充電電量具有第一關係，則由所述主電池(18)對所述第二電路(30)供電，如果所述附加電池(26)的剩餘充電容量對所述主電池(18)的剩餘充電電量具有第二關係，則由所述附加電池(26)對所述第二電路(30)供電。
4.如權利要求3所述的系統，其特徵在於所述第一和第二關係至少部分取決於至少一個電流測量。
5.如權利要求4所述的系統，其特徵在於所述第一和第二關係至少部分取決於至少兩個電流測量。
6.如權利要求5所述的系統，其特徵在於所述第一和第二關係至少部分取決於至少三個電流測量。
7.如權利要求3所述的系統，其特徵在於至少部分通過不等式Cc＞Hc(A+C/2)/(B+C/2)定義所述第一和第二關係，其中Cc是所述附加電池(26)的剩餘充電容量，Hc是所述主電池(18)的剩餘充電容量，A是至少在所述第一電路中的電流，B是在一直由所述主電池(18)供電的至少一個電路中的電流，C是至少在所述第二電路(30)中的電流。
8.如權利要求1所述的系統，其特徵在於所述主設備(12)是個人數字助理(PDA)，所述附件(14)是無線數據機。
9.如權利要求1所述的系統，其特徵在於所述主設備(12)是成像設備，所述附件(14)是無線數據機。
10.一種用於對具有附件(14)的主電子設備供電的方法，包括至少在所述電子設備的工作期間，僅僅使用與所述主電子設備相關聯的主電池(18)對至少單主電源電路一直供電；至少在所述附件(14)的工作期間，僅僅使用與所述附件(14)相關聯的附加電池(26)對至少單附件(14)電源電路一直供電；以及基於至少一個標準，決定是用所述主電池(18)還是用所述附加電池(26)對與所述附件(14)相關聯的至少一個共享電源電路供電。
11.一種處理器，包括用於確定與到主設備(12)的附件(14)相關聯的至少一個指定電路的功耗是否超過閾值的裝置；用於在沒有超過所述閾值時確定與所述附件(14)相關聯的附加電池(26)的剩餘充電容量和與所述主設備(12)相關聯的主電池(18)的剩餘充電容量之間的關係的裝置；以及用於響應所述用於確定的裝置而將所述附加電池(26)和所述主電池(18)中的一個連接到第二電路(30)的開關裝置。
全文摘要
諸如照相機、PDA等的主設備(12)可具有諸如無線數據機的附件(14)，主機和附件(14)具有各自的電池。一直由主機電池(18)對主機中的一些負載供電，一直由附加電池(26)對附件(14)中的一些負載供電，由主機電池或附加電池(26)取決於功耗和/或電池中剩餘電量之間的關係選擇地對附件中的其它一些負載供電。
文檔編號H02J7/00GK1689210SQ03819348
公開日2005年10月26日 申請日期2003年8月18日 優先權日2002年8月20日
發明者C·P·維克 申請人:索尼株式會社, 索尼電子有限公司