双向电池充电控制器制造技术

一种用于使用可充电主电池的便携式电子设备的双向电池充电控制系统。该系统允许辅助电池连接到设备，以便将附加电流输入设备。通过双向充电器执行对电流流入和流出辅助电池的控制。该辅助电池可包括一个或多个容易获得的单体原电池或单体二次电池，并且如果将双向充电器安装为如此，使得一般用于给设备的可充电主电池充电的连接到设备的外部充电器还可给在该辅助电池内的单体二次电池或多个单体二次电池充电。使用这种辅助电池允许主电池硬线接到该设备内。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于便携式电子设备的装配有电池的供电系统的领域，特别是用于双向调整辅助电池的充电和放电的控制器。
技术介绍
近几年内，诸如移动电话、摄像机、便携式膝上电脑等的便携式电池供电设备的发展显著，并且预计该趋势将继续下去。这些设备一般使用配置在这些设备内的可充电电池提供所需电力。电池给设备供电的时间的长度主要与电池的尺寸和配置在这些设备内的耗能部件的数量有关。例如，根据消费者的需要，移动电话制造商经常将例如传送和接收数字图片和/或文本式报文、甚至实时视频传输的能力并入电话部件。不幸地是，包括这些特征通常对给移动电话供电的可充电电池带来附加要求。最终结果是由于电力需要增加移动电话的运行时间缩短。同时，电池的电需求增加，而移动电话的尺寸和重量减小。当移动电话的尺寸减小时，一般配置在移动电话内的电池盒的尺寸也减小。这两个趋势的结合，即增加的电需求和降低的电池尺寸，常常由于在不恰当时刻电话电池耗尽而造成移动电话用户经受错过电话呼叫或数据传输。使解决该问题复杂化的另外的趋势是大多数移动电话需要具有特殊尺寸和形状特征的电池。为了鼓励消费者从移动电话制造商购买替换电池，将移动电话制成具有独特形状、锁定机构、电压需求等的电池。此外，配置在移动电话内的充电端口限制可连接到移动电话的充电器的类型。总地来说，这些因素限制了消费者用另一个电源容易地替换废弃电池的能力。为了开发通用的用于移动电话的辅助便携式电源，已经做出许多尝试。例如，D.Manor的US6,127,801、“电池组组件”，公开了包括电池组和具有双向电路的基本单元的电源。在D.Manor和-->G.Weinstein的US6,479,963、“可充电电池组”中，描述了用于移动电话或其它便携式设备的可充电电池组，包括用于给设备供电的常规可充电电池和作为设备的内置充电器的、用于在用户需要时给可充电电池充电的用户可更换单体原电池。该电池组使用可更换单体原电池或多个单体原电池作为其附加能源，当该可更换单体原电池或多个单体原电池耗尽时，需要用新电池替换。在另一个例子中，O.Resch的US6,709,784、“移动电话用备用电池”，公开了一种可插入移动电话的接点以给内置的可充电电池充电和/或直接给移动电话供电的电池组。该专利技术不提供任何电压转换电路以使电池组输出电压与给电话的可充电电池充电所需电压匹配，而是依赖于电话的内部电荷控制电路以确保正确的电压兼容性。此外，该电池优选封装有允许电池组连接到移动电话的插头。因此，当电池耗尽时，必须丢弃整个电池组，包括插头，这增加了消费者的花费。因此，需要一种辅助直流电源，其使用消费者可容易地插入可再利用壳体内并且从可再利用壳体内取出的常用电池，并且该辅助直流电源可以是容易得到的单体原电池或多个单体原电池、或单体二次电池或二次电池，该单体二次电池或二次电池具有利用设备的常规充电方法给在设备壳体内部的单体二次电池或二次电池充电的附加选择。电源需要重量轻、体积高效、并且容易适用于一大批使用各种形状和尺寸的电池的移动电话。此外，配置在便携式电子设备内的可充电电池一般价格昂贵，并且不能广泛使用。因设备制造商所供应的内置电池一般是根据最佳性能和操作寿命选出来的，所以用低成本或较易得到的类型的电池代替这样的原始配置的电池，一般导致设备的可用功率下降或设备的使用时间减少。对于笔记本电脑和其它便携式电脑尤其是这样，其中所执行的任务的关键性能一般使内置电池的选取和使用之间的协调不起作用。因此，先前在提供用于这类便携式电子设备的较廉价或较通用的电池能源解决方案方面很少进行尝试。因此，还需要提供辅助电池组以提供用于增加设备的内部可充电电池的附加电力，从而由低成本、比通常昂贵的可充电电池更易得到-->的电源提供附加电力，但是，不以设备的性能为代价。在此，以引用的方式将在该部分内提及和在说明书的其它部分内提及的每个出版物所公开的内容整体并入本专利技术中。
技术实现思路
根据本专利技术的第一优选实施例，本专利技术致力于提供一种使用可充电主电池(main rechargeable battery)的新的便携式电子设备用双向电池充电控制系统。该系统使得能够将辅助或附件电池或单体电池连接到设备，以便将附加电流输入给设备。主电池和辅助电池的结合被称为混合电池。通过双向充电控制器执行对流入和流出辅助电池的电流的控制。该辅助电池可包括一个或多个单体原电池或二次电池，并且双向充电控制器是如此，使得如果辅助电池是二次电池，则例如干线壁插式充电器(mains wall plug charger)的连接到设备、并且一般用于给设备的可充电电池充电的外部充电器，还可给辅助电池内的二次电池再充电。根据本专利技术的另一个优选实施例，双向充电控制器还作为电压转换器，以便将辅助电池的电压转换成给设备供电通常所需的电压，以及用于给设备的主可充电电池充电。主电池的电压通常(但不一定)高于辅助电池的电压。因为在无法与传统再充电用干线电源连通、主电池耗尽的情形下，易得到的单体原电池可用作辅助电池，所以辅助电池的给设备的主电池充电的能力特别有用。此外，双向充电控制器优选由微处理器控制，并且经编程使其能够检测辅助电池的电池化学属性，并且如果检测到单体原电池化学属性，其使流入辅助电池内的充电电流失效。同样，在相反方向上，微处理器的算法优选能够将充电电流从辅助电池调节到设备的主可充电电池，使得对于主电池充电状态的每个阶段获得最佳能量传递。此外，双向充电控制器优选包括智能控制特性，该智能控制特性确保从辅助电池获取的电流与设备负载的要求相匹配、与主电池的损耗水平相匹配并且与利用辅助电池的充电容量的最高效方式相匹配，特别是当辅助电池是原电池时。根据在任何给定时间对负载电流及主-->电池和辅助电池的输出端电压所进行的检测，实时改变这些充电特性。在辅助电池是可充电的情况下，双向充电控制器使得辅助电池和设备的可充电主电池能够基本上彼此连通操作，从而可认为它们相当于一个大的可充电电池。因此，该情况下的辅助电池给可充电主电池有效地增加容量。这使得能够认为辅助电池组是设备的总电池容量的仅有的可充电部分，并且如果需要，这还使得主电池组能够永久地用导线连接到设备内，从而节省了成本和电池接点的潜在降低的可靠性。此外，当使用可充电辅助电池时，可配置设备的电力管理系统以首先使用该电池的容量，并且只有当其耗尽时，才使用设备的主电池。因可充电主电池的总使用量降低，从而延长了其寿命。根据该配置，可有利地构造设备，使得设备内仅有的应当为用户所容易替换的电池是辅助电池，该辅助电池可优选容纳在其专用盒内，与用户通常无需考虑的主电池分离。根据本专利技术的另一个优选实施例，可以在便携式设备的外部、单独的壳体内安装和使用辅助电池，优选通过挠性导线将该辅助电池连接到便携式设备，从而将该辅助电池插入到便携式设备的外部充电输入端。在这种实施例中，优选将双向充电控制器配置在包括辅助电池的壳体内(通常在印刷电路板上)，并且该双向充电控制器使得辅助电池能够对例如外部充电器等设备提供电流，或者，如果其为二次电池，则允许通过连接到外部供电的充电器而给辅助电池充电。因此，可认为辅助电池相当于设备的小型便携式外部充电器，用于例如对干线再充电电源没有连通、设备的主电池耗尽的情形下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于给电子设备供电的电池供电系统，包括：　　　　可充电主电池；　　　　附加电池，其包括至少一个单体原电池和至少一个单体可充电电池中的一个，；以及　　　　双向充电控制器，其控制所述附加电池和所述可充电电池之间的电流流动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-3-11 60/660,3531.一种用于给电子设备供电的电池供电系统，包括：可充电主电池；附加电池，其包括至少一个单体原电池和至少一个单体可充电电池中的一个，；以及双向充电控制器，其控制所述附加电池和所述可充电电池之间的电流流动。2.根据权利要求1所述的电池供电系统，其中所述双向充电控制器控制电流从所述附加电池流到所述可充电电池。3.根据权利要求1所述的电池供电系统，其中所述双向充电控制器控制电流从所述可充电电池流到所述附加电池。4.根据前述权利要求中任一项所述的电池供电系统，其中所述附加电池具有第一额定端电压，而所述可充电电池具有第二额定端电压，并且所述双向充电控制器将所述附加电池输出的等于所述第一额定端电压的电流转换为用于给所述设备供电的第二电压。5.根据前述权利要求中任一项所述的电池供电系统，其中所述附加电池具有第一额定端电压，而所述可充电电池具有第二额定端电压，并且所述双向充电控制器将所述附加电池输出的等于所述第一额定端电压的电流转换为用于给所述可充电电池充电的第二电压。6.根据权利要求4或5所述的电池供电系统，其中所述第一额定端电压比所述第二额定端电压低。7.根据权利要求4或5所述的电池供电系统，其中所述第一额定端电压比所述第二额定端电压高。-->8.根据前述权利要求中任一项所述的电池供电系统，其确定所述附加电池内的单体电池的电池化学属性，并且仅当所述附加电池包括至少一个单体可充电电池时，才允许电流流入所述附加电池。9.根据前述权利要求中任一项所述的电池供电系统，其中所述附加电池包括至少一个单体原电池，并且其中所述双向充电控制器调节所述附加电池所供应的电流，以便以取决于其充电状态的速率给所述可充电电池充电。10.根据前述权利要求中任一项所述的电池供电系统，其中所述附加电池包括至少一个单体原电池，并且其中仅当主电池消耗到预定标准时，所述供电系统才开始从所述附加电池提...

【专利技术属性】
技术研发人员：D马诺尔，G温斯坦，
申请(专利权)人：泰克蒂姆有限公司，
类型：发明
国别省市：IL[以色列]