專利名稱：電氣設(shè)備的電源系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及便攜式電氣設(shè)備的電源系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及便攜式充電設(shè)備，特別是用于向一類被設(shè)計(jì)為包括電荷轉(zhuǎn)移接口和能量存儲(chǔ)設(shè)備的家電設(shè)備快速傳送電荷的設(shè)備。本發(fā)明還涉及便攜式電氣設(shè)備，特別是適合于通過這種便攜式充電設(shè)備來供電的此類設(shè)備。
背景技術(shù)：
許多家電產(chǎn)品需要低功率來輸出其特殊功能，如家用釋放設(shè)備(household deliver devices)。家用釋放設(shè)備用于釋放一類揮發(fā)的活性物質(zhì)(active)，包括其釋放空氣清新劑和害蟲防治產(chǎn)品的用途。這種設(shè)備呈現(xiàn)出各種形式，通常可以分為無源和有源系統(tǒng)。后者包括能源以增強(qiáng)活性物質(zhì)的釋放并且使得有效利用低揮發(fā)性分子。其它家電產(chǎn)品要求更高的功率輸出但只持續(xù)較短時(shí)間，如便攜式真空吸塵器、電動(dòng)餐刀、電動(dòng)剃須刀、牙刷、電筒等等。這種設(shè)備通常用市電(mains)或電池驅(qū)動(dòng)。
市電供電或插電式電系統(tǒng)滿足要求相對(duì)高功率使用的連續(xù)電源的需要。然而這種設(shè)備具有若干使用負(fù)面性，例如它們占用了市電電源插座；它們限制了放置該產(chǎn)品的可能位置；它們減小了發(fā)揮最大有效性的可能，即，被隱藏在家具后面，遠(yuǎn)離床等；它們可能不適于安全供電插座(剃須刀插座)不太常見的英國(guó)浴室；并且/或者它們需要電導(dǎo)線，它們拖拉、擋道并且由于磨損和拉扯而可能變得危險(xiǎn)。
插電式家用釋放設(shè)備還存在被隱藏的另外問題，它們很難拿到和調(diào)節(jié)并且過一段時(shí)間才能被發(fā)現(xiàn)空置。
作為可供選擇的辦法并為了提供更多的便攜性，開發(fā)了多種電池運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備。這些利用了一類電池技術(shù)并且是一次性的或者可充電的。
許多電池運(yùn)轉(zhuǎn)的家用釋放設(shè)備被投放市場(chǎng)(例如，SC Johnson的“Glade Wisp”以及Air Wick的Mobil’Air空氣清新器)。
然而使用電池經(jīng)常被用戶視為缺點(diǎn)，因?yàn)樗枰硪幌脑?，?duì)環(huán)境具有負(fù)面影響，增加了運(yùn)行成本，并且很容易被忘記替換或充電而導(dǎo)致設(shè)備停止運(yùn)行。額外的電池具有許多固有的特征即重量重；增加產(chǎn)品體積；低功率密度。
可再充電電池解決了以上一些問題，雖然它仍存在那些固有缺點(diǎn)，例如較高的重量；低功率密度(雖然NiCd電池在某些程度上解決了功率密度的問題)；環(huán)境不友好性；即使對(duì)于“快速充電”系統(tǒng)也相對(duì)較慢的再充電速率；和/或再充電記憶性，如果再充電條件未被遵守，則限制了充電量，并在再充電電池不是用戶可更換時(shí)，導(dǎo)致產(chǎn)品使用壽命縮短。
另外，對(duì)于空氣清新和害蟲防治設(shè)備，使用再充電技術(shù)的電池系統(tǒng)一直就不被接受，因?yàn)殡姵氐脑俪潆姇r(shí)間可能很顯著。空氣清新和害蟲防治通常被視為即時(shí)反應(yīng)活動(dòng)，而不是可以有幾個(gè)小時(shí)來計(jì)劃的，因此對(duì)于這類產(chǎn)品，電源必須能夠立即響應(yīng)需要，例如用于空氣清新器或害蟲防治，而不能在再充電周期內(nèi)不起作用。
許多便攜式家用和保健電氣設(shè)備為電池運(yùn)轉(zhuǎn)的，并且要求短時(shí)間的高功率，例如家電設(shè)備，如小型真空吸塵器，DIY電動(dòng)工具，特別是包括油漆和粘合劑涂抹器和清除器，餐刀，個(gè)人修飾產(chǎn)品，包括電動(dòng)剃須刀、理發(fā)推子和修甲產(chǎn)品，電筒；以及保健電氣設(shè)備，如醫(yī)用設(shè)備注射器，驅(qū)動(dòng)式血糖儀，吸入器，以及來自毒品順從性援助(drug compliance aid)的無線通信系統(tǒng)和監(jiān)視器等。
已知的手持電動(dòng)剃須刀是市電或電池供電的，許多更貴的剃須刀用可再充電電池供電，并典型地聲稱具有三分鐘快速充電的特點(diǎn)。然而，需要使用電池增加了手持剃須刀的體積、尺寸和重量。三分鐘快速充電與這里說明的優(yōu)選實(shí)施例相比仍相對(duì)較慢。某些已知的電動(dòng)剃須刀帶有能方便地存儲(chǔ)于基本單元上的附件。
其它便攜式家用和保健電氣設(shè)備需要低功率來輸出其特定功能，如家用釋放設(shè)備、非驅(qū)動(dòng)式血糖儀等。短時(shí)間內(nèi)輸出高功率的設(shè)備對(duì)其能源要求更高。用于這種便攜式設(shè)備的電池通常被設(shè)計(jì)為提供峰值功率、實(shí)現(xiàn)最小電壓降并延長(zhǎng)電池壽命。
一些電動(dòng)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)逐漸消耗提供給該設(shè)備的消耗品。該消耗品需要在每次使用后被單獨(dú)替換，或者更方便地在單個(gè)包裝中提供若干消耗品。該單個(gè)包裝可以被裝入該設(shè)備以便在單次再充電操作中提供若干次未來使用周期，或者可替換地，單個(gè)消耗品可被拆包并被單獨(dú)裝入該設(shè)備。當(dāng)該電動(dòng)設(shè)備是電池運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，當(dāng)放電低于臨界水平時(shí)，用戶需要記得更換電池以及消耗品。電池和消耗品的生命周期通常不同，因此用戶需要記得在不同的時(shí)候替換它們。有時(shí)因?yàn)殡姵乜赡鼙徊糠殖潆姸乖撛O(shè)備不能正常工作，或者用戶在更換消耗品時(shí)在電池有用壽命到達(dá)之前就將電池處理掉而造成浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種充電設(shè)備，能夠向一類電氣設(shè)備，尤其是家用和保健電氣設(shè)備快速輸出電荷。
本發(fā)明的目標(biāo)也是提供一種家用和保健電氣設(shè)備，其具有能夠被快速充電的電源。
本發(fā)明進(jìn)一步的目標(biāo)是提供一種電氣設(shè)備，尤其是家用和保健電氣設(shè)備，其具有與已知設(shè)備相比能提供改進(jìn)性能的電源。
本發(fā)明的目標(biāo)也是為電動(dòng)設(shè)備提供更有效的電池和消耗品供應(yīng)。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種電動(dòng)便攜式設(shè)備，該設(shè)備除牙刷之外，該設(shè)備包括提供該設(shè)備所執(zhí)行功能的裝置，包括有至少一個(gè)存儲(chǔ)電荷的電容器以給該設(shè)備供電的電源，控制取自驅(qū)動(dòng)功能提供裝置的電源的電力的電子控制電路，以及再充電電源的再充電接口，該再充電接口被配置為電連接至充電設(shè)備。
該電動(dòng)便攜式設(shè)備可以包括家用釋放設(shè)備，諸如空氣清新器或害蟲防治設(shè)備，真空吸塵器，諸如電動(dòng)餐刀的廚房電器，諸如電動(dòng)剃須刀、理發(fā)推子或修甲產(chǎn)品的個(gè)人修飾產(chǎn)品，電筒，諸如油漆和/或粘合劑涂抹器和清除器的電動(dòng)工具，以及保健電氣設(shè)備，諸如醫(yī)用設(shè)備注射器、驅(qū)動(dòng)式血糖儀、吸入器以及來自毒品順從性援助的無線通信設(shè)備和/或監(jiān)視器等。
這種設(shè)備并不限于以上指出的那些，它們純粹用作舉例說明，也可以采取多種形式，如手持式便攜加電清潔產(chǎn)品、廚房用具、個(gè)人修飾產(chǎn)品等，其特征為用于相對(duì)較短時(shí)間的中等功率便攜式設(shè)備，即如電動(dòng)剃須刀、電筒、攪拌器、理發(fā)推子、雙向?qū)ず魴C(jī)、GSM協(xié)議移動(dòng)電話、手持式GPS系統(tǒng)、電動(dòng)工具和小型真空吸塵器等，或者是可以連續(xù)地、脈沖式地或間歇地使用的低功率便攜式設(shè)備，以及不得不等待較長(zhǎng)時(shí)間來再充電的很不方便的如家用釋放設(shè)備等。
在本發(fā)明的第一方面中，所述至少一個(gè)電容器最好包括至少一個(gè)超級(jí)電容器。術(shù)語“超級(jí)電容器”對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員是公知的。在該說明中，術(shù)語“超級(jí)電容器”指具有至少5法拉(Farad)電容的電容器，最典型地從5至50法拉，并且最好靜電地存儲(chǔ)電荷。
最好，該電容器或每個(gè)電容器具有5至50法拉的電容，更好的是從10至50法拉。最好，該至少一個(gè)電容器具有從1V至3.6V的工作輸出電壓。
在優(yōu)選實(shí)施例中提供了一種便攜式設(shè)備，尤其是釋放揮發(fā)性活性物質(zhì)的釋放設(shè)備，如空氣清新器和害蟲防治產(chǎn)品，其使用至少一個(gè)快速充電超級(jí)電容器作為電源。
超級(jí)電容器固有地具有若干屬性使其適于向這種便攜式設(shè)備提供電力，例如非常快速的充電(＜15秒，理想地2-15秒并且更理想地2-5秒)；能夠循環(huán)數(shù)千次而沒有損害作用或壽命減少(沒有化學(xué)反應(yīng))；重量輕；高功率密度；對(duì)于高功率的極低內(nèi)阻抗，低損失充電和放電；緊湊的能源(例如對(duì)釋放設(shè)備典型AA電池一半的尺寸可以使用2至4小時(shí))；形狀和尺寸可以很容易地以相對(duì)低的銷售體積被定制；并且環(huán)境友好，允許設(shè)備制造商更好地符合特別關(guān)于電池和電池供電產(chǎn)品的歐洲再生和運(yùn)輸立法。
電容器以分離的電荷的形式來存儲(chǔ)能量。存儲(chǔ)電荷的面積越大，并且分離的電荷越接近，電容越大。超級(jí)電容器的區(qū)域?yàn)槎嗫滋蓟姌O材料，比具有平或網(wǎng)紋膜和板的傳統(tǒng)電容器具有大得多的面積。
超級(jí)電容器的電荷分離距離由電解液中的離子尺寸來確定，它比傳統(tǒng)介電材料小得多。
很大的表面面積和極小的電荷分離的結(jié)合使得超級(jí)電容器與傳統(tǒng)電容器相比具有突出的電容。
超級(jí)電容器通過極化電解液來靜電地存儲(chǔ)能量。在其能量存儲(chǔ)機(jī)制中不涉及化學(xué)反應(yīng)。該機(jī)制因而是有效的和高度可逆的。電池將比相同尺寸的超級(jí)電容器存儲(chǔ)多得多的能量，但在功率決定能量存儲(chǔ)設(shè)備的尺寸的應(yīng)用中，超級(jí)電容器可能是更好的解決方案。超級(jí)電容器能夠輸出頻繁的能量脈沖而沒有任何損害作用(小型電容器可以輸出超過10安培)。許多電池如果受到頻繁的高功率脈沖將減少壽命。超級(jí)電容器可被極快地充電。許多電池在被極快地充電時(shí)會(huì)被損害。超級(jí)電容器能夠循環(huán)使用幾十萬次。電池根據(jù)其化學(xué)性質(zhì)通常只能夠循環(huán)使用幾百到幾千次。
許多應(yīng)用都可以受益于超級(jí)電容器的使用，從要求短功率脈沖的應(yīng)用到要求關(guān)鍵存儲(chǔ)系統(tǒng)的低功率支持的應(yīng)用。
超級(jí)電容器可以單獨(dú)使用，或者與其它能源結(jié)合使用。
超級(jí)電容器具有獨(dú)特的用戶優(yōu)點(diǎn)并且在新產(chǎn)品設(shè)計(jì)中提供了更多的靈活性。優(yōu)點(diǎn)包括非常高的效率；長(zhǎng)的循環(huán)和應(yīng)用壽命；快速充電/放電；高功率容量(長(zhǎng)達(dá)10秒的高電流)；壽命比其它能源如電池延長(zhǎng)；耐用和靈活的設(shè)計(jì)(適用于惡劣環(huán)境)；寬溫度范圍(-35至+65℃)；較少的維護(hù)；簡(jiǎn)單的集成；成本效率高，并且可以大量生產(chǎn)。
通過提供與具有比電容器高得多的內(nèi)阻抗的電池并聯(lián)的電容器的電容和低等效電阻，超級(jí)電容器可以被設(shè)計(jì)用來支持電池并輸出所需的短時(shí)間的峰值功率。超級(jí)電容器尤其善于提供峰值功率。與電池并聯(lián)的電容器可以顯著減小峰值功率下的電壓降并延長(zhǎng)電池壽命。
超級(jí)電容器的尺寸將根據(jù)設(shè)備的需要，并且能理想地在設(shè)備期望的需要周期驅(qū)動(dòng)設(shè)備。
本發(fā)明在醫(yī)療設(shè)備的使用中具有獨(dú)特的應(yīng)用，尤其是要求輸出短持續(xù)時(shí)間的高電功率的醫(yī)療設(shè)備，例如驅(qū)動(dòng)馬達(dá)、螺線管或致動(dòng)器。典型地，這種設(shè)備被要求在短期內(nèi)間歇地提供如此高的電功率，并且可能包括，例如，血糖儀、注射器或刺突、吸入器、泵、順從性援助和監(jiān)視器(可以經(jīng)由無線通信提供輸出)，低功率外科設(shè)備，對(duì)我們例如，眼科的、整形外科的、皮膚去疤痕手術(shù)的、手足病和牙科應(yīng)用，以及創(chuàng)傷敷裹，例如提供額外的監(jiān)控或智能輸出功能。該醫(yī)療設(shè)備可以被設(shè)計(jì)用來提供來自單次充電的單個(gè)操作周期，或該設(shè)備功能所期望的多個(gè)操作周期。該醫(yī)療設(shè)備也可以并入與充電動(dòng)作相連的編碼觸發(fā)器或突發(fā)無線通信系統(tǒng)。
最好該醫(yī)療設(shè)備包括電源，該電源包含電壓源的組合，諸如至少一個(gè)電池，其可以是一次性的或可充電的，以及至少一個(gè)電容器，所述電壓源和至少一個(gè)電容器被安排成使得所述電壓源在所述至少一個(gè)電容器沒有被完全充滿的任何時(shí)候，充分不斷地逐漸對(duì)所述至少一個(gè)電容器進(jìn)行充電。這提供了可以使用電容器而非電壓源來間歇地提供所需的短持續(xù)時(shí)間的高功率，但充分地不斷地被所述電壓源再充電。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種電動(dòng)便攜式充電設(shè)備，適用于臨時(shí)存儲(chǔ)電荷以便輸出至電連接到所述充電設(shè)備的電氣設(shè)備，該充電設(shè)備包括用于臨時(shí)存儲(chǔ)電荷的至少一個(gè)存儲(chǔ)元件；用于從充電設(shè)備電連接的單獨(dú)充電基本單元接收將由至少一個(gè)存儲(chǔ)元件存儲(chǔ)的電荷的輸入；以及用于向電氣設(shè)備輸出存儲(chǔ)的電荷的輸出，該輸出包括有選擇地電連接至將由所述充電設(shè)備充電的電氣設(shè)備的電連接器。
優(yōu)選的實(shí)施例提供了一種便攜式充電棒(wand)，該便攜式充電棒可以與一個(gè)或多個(gè)便攜式電動(dòng)家用或醫(yī)療設(shè)備電匹配，具有被開發(fā)用來以用戶友好的方式提供極快再充電速度的電子設(shè)備和電路。這種電動(dòng)設(shè)備理想地適于使用快速充電超級(jí)電容器作為內(nèi)部電源。
所述棒可以包括可再充電電池，通過塢站(docking station)加上合適的控制電路而被點(diǎn)滴式充電，可以反過來向該設(shè)備或多個(gè)設(shè)備內(nèi)的超級(jí)電容器提供高電流，并因而通過簡(jiǎn)單的電匹配操作來提供快速充電；和/或具有高額定功率的主超級(jí)電容器，從塢站加上合適的控制電路充電，可以反過來向該設(shè)備或多個(gè)設(shè)備內(nèi)的超級(jí)電容器提供高電流，并因而通過簡(jiǎn)單的電匹配操作來提供快速充電。
該充電棒可以包含電池，或高電容的電容器(通常被稱為超級(jí)電容器)，或電池、超級(jí)電容器以及保護(hù)與調(diào)壓控制電子設(shè)備的組合。


現(xiàn)在將僅通過示例并參考附圖來說明本發(fā)明的實(shí)施例，其中圖1為根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，用于便攜式電子設(shè)備的充電系統(tǒng)的示意性框圖，該系統(tǒng)包括便攜式充電棒和可由該便攜式充電棒充電的便攜式設(shè)備；圖2為根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例，釋放設(shè)備形式的便攜式電子設(shè)備的充電系統(tǒng)的示意性框圖，該系統(tǒng)包括便攜式充電棒和釋放設(shè)備，該釋放設(shè)備可由便攜式充電棒或基本單元充電；圖3為根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的用于便攜式電子設(shè)備的充電系統(tǒng)的示意性框圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的用于多個(gè)便攜式電子設(shè)備的充電系統(tǒng)的示意圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例，穩(wěn)壓器系統(tǒng)和電容器結(jié)合以便提供用于便攜式電子設(shè)備的電源的示意圖；圖6為顯示圖5的電源的輸出電壓和時(shí)間之間的關(guān)系的圖；圖7為圖5的電源的框圖，說明了穩(wěn)壓器如何與超級(jí)電容器裝在一起；圖8為電動(dòng)剃須刀和具有根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的電源的基本單元的示意圖；圖9為根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例的用于便攜式電子設(shè)備的電源的示意圖；圖10為根據(jù)本發(fā)明的第八實(shí)施例，包含消耗品和用于便攜式電子設(shè)備的至少一個(gè)電池的封裝的示意圖。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D1，在本發(fā)明優(yōu)選的第一實(shí)施例中，快速充電系統(tǒng)主要被標(biāo)識(shí)為2，其包括加電設(shè)備4，具有控制設(shè)備4的功能的控制電路6。該加電設(shè)備4可以是釋放設(shè)備，以及控制電路6可以用來控制噴射脈沖的持續(xù)時(shí)間和/或噴射之間的時(shí)間，以便增加或減小液體分發(fā)速度和充電之間的周期。超級(jí)電容器8被連接至控制電路6以構(gòu)成電源，使用一個(gè)或多個(gè)能夠快速再充電的超級(jí)電容器并向加電設(shè)備4供電，控制電路6還用于調(diào)節(jié)當(dāng)超級(jí)電容器8放電時(shí)來自超級(jí)電容器8的恒定功率。設(shè)備4具有用戶接口10和發(fā)揮設(shè)備功能的元件12，例如噴射機(jī)構(gòu)。設(shè)備4也可以被提供再充電指示器(未示出)；和/或開關(guān)控制(未示出)，或可替換地，該設(shè)備可不具有開關(guān)或再充電指示器。
在該實(shí)施例中，設(shè)備4調(diào)節(jié)當(dāng)超級(jí)電容器8具有充足電荷時(shí)的輸出，并且當(dāng)電荷不足以供電設(shè)備時(shí)、當(dāng)活性物質(zhì)用完或當(dāng)控制終止噴射時(shí)，停止噴射。
該設(shè)備具有連接器14，用作超級(jí)電容器8的充電點(diǎn)，以便與便攜式充電棒16進(jìn)行電接觸。優(yōu)選地，該再充電接口的總阻抗不超過0.3歐姆。該便攜式充電棒16包含電源18，其包括能被攜帶以便快速再充電家里的多個(gè)便攜式設(shè)備的電池或另一個(gè)超級(jí)電容器。當(dāng)電源18包括另一個(gè)超級(jí)電容器時(shí)，該另一個(gè)超級(jí)電容器最好具有比設(shè)備4中的超級(jí)電容器更高的電容，以便被再充電棒16充電。再充電棒16包含電路20以便快速充電一個(gè)或多個(gè)適于家用輸出的設(shè)備4。設(shè)備4和再充電棒16每個(gè)具有滿足產(chǎn)品的美學(xué)和功能要求的主體。設(shè)備4具有塢站，并入用于再充電棒16的連接器14，根據(jù)再充電棒16的需要來點(diǎn)滴式充電或快速充電。棒16的電源18反過來可以通過與基本單元21有選擇地對(duì)接而被充電，基本單元21可以是市電或電池加電的，后者使用干電池或可再充電電池，和/或也可以具有超級(jí)電容器以存儲(chǔ)輸出到棒16的電荷。對(duì)于棒16，最好至少一個(gè)輸入和輸出電連接器包括低阻抗觸頭，其阻抗不超過0.2歐姆，并且棒16的總阻抗不超過0.3歐姆。
一旦被充電，電源將根據(jù)釋放活性物質(zhì)所需的平均功率，在期望的時(shí)間周期驅(qū)動(dòng)釋放設(shè)備，所需的平均功率是需要釋放的活性物質(zhì)的量、其相關(guān)的揮發(fā)性以及使用的釋放方法的函數(shù)。這將采取脈沖風(fēng)扇系統(tǒng)的形式或更理想的低功率壓電噴嘴技術(shù)。為了延長(zhǎng)充電之間的時(shí)間周期，即達(dá)到10天，可以引入具有開關(guān)脈沖模式的控制電路，脈沖的頻率和持續(xù)時(shí)間被設(shè)計(jì)以滿足產(chǎn)品的特定需要。
參照?qǐng)D2，在本發(fā)明優(yōu)選的第二實(shí)施例中，釋放設(shè)備22包括容納待發(fā)散的活性物質(zhì)的儲(chǔ)蓄器24；從儲(chǔ)蓄器傳輸活性物質(zhì)到釋放表面(未顯示)的導(dǎo)管26；加電釋放部件30，最好是壓電噴嘴(其它實(shí)施例可能使用各種其它的釋放機(jī)構(gòu)，例如加熱器、風(fēng)扇、機(jī)械啟動(dòng)的煙霧劑噴射等)；控制電路32，控制噴射脈沖的持續(xù)時(shí)間和/或噴射之間的時(shí)間，以便增加或減小液體分發(fā)速度和充電之間的時(shí)間(理想的噴射之間的時(shí)間從30秒到30分鐘，分發(fā)量為每脈沖0.01mg-0.5mg)；以及電源34，使用一個(gè)或多個(gè)能夠快速再充電的超級(jí)電容器?？刂齐娐?2用來調(diào)節(jié)在放電過程中來自一個(gè)或多個(gè)超級(jí)電容器34的恒定功率。用戶接口35連接至控制電路32?？梢蕴峁┰俪潆娭甘酒骱?或開關(guān)控制，或可替換地，該設(shè)備22可以不具有開關(guān)或再充電指示器，在該實(shí)施例中，當(dāng)超級(jí)電容器34具有充足電荷時(shí)設(shè)備22起動(dòng)，并且當(dāng)電荷不足以供電設(shè)備時(shí)或活性物質(zhì)用完時(shí)停止噴射。提供的連接器36連接至超級(jí)電容器34，用作有選擇地與便攜式充電棒38、或包含無線再充電站的基本充電單元40、或市電插座的塢站電接觸的充電點(diǎn)。該便攜式充電棒38可以包含再充電電池或另一個(gè)最好更大的超級(jí)電容器，能被攜帶以便快速再充電家里的多個(gè)便攜式釋放設(shè)備。在其它實(shí)施例中，該便攜式充電棒可以被更持久的對(duì)接基本充電單元40取代，它可以是市電或電池驅(qū)動(dòng)的。再充電棒38或基本充電單元40包含用于快速充電適于家用釋放的設(shè)備22的電路。設(shè)備22具有滿足設(shè)備的美學(xué)和功能要求的主體，并且再充電棒38和/或?qū)踊境潆妴卧?0具有滿足美學(xué)和功能要求的主體。
本發(fā)明的電動(dòng)便攜式充電設(shè)備的進(jìn)一步的實(shí)施例與本發(fā)明的進(jìn)一步的電動(dòng)便攜式設(shè)備的結(jié)合見圖3。
圖3顯示了可被便攜式充電設(shè)備充電的便攜式設(shè)備的示意圖，便攜式充電設(shè)備包含充電棒和/或包含基本充電單元的基本能源，便攜式設(shè)備使用了超級(jí)電容器。通過示例，該便攜式設(shè)備可以是家用釋放設(shè)備；電動(dòng)剃須刀；或醫(yī)療注射設(shè)備。這種設(shè)備不限于以上提到的那些，它們只純粹用作解釋，還可以采取各種形式，手持式加電清潔產(chǎn)品，廚房用具，個(gè)人修飾以及醫(yī)療保健產(chǎn)品等，其特點(diǎn)在于用于相對(duì)短時(shí)間的中等功率便攜式設(shè)備，例如可以包括電動(dòng)剃須刀、電筒、攪拌器、理發(fā)推子、糖尿病控制設(shè)備等，或者是更低供電的便攜式設(shè)備，可以連續(xù)、脈沖式或者間歇地使用，并且必須等待較長(zhǎng)時(shí)間來充電而帶來顯著的麻煩，例如可以是家用釋放設(shè)備等。
該主要被標(biāo)識(shí)為50的便攜式設(shè)備包括電源模塊52，與應(yīng)用模塊54集成在公用機(jī)殼56內(nèi)。該應(yīng)用模塊54包含向設(shè)備提供所需功能所需的所有元件，例如馬達(dá)、傳感器、開關(guān)、顯示器等。一些元件需要被連續(xù)供電，如方框58所表示的，需要相對(duì)低的電功率，例如加電顯示器或時(shí)鐘，而其它元件需要間歇的峰值功率，如方框60所表示的，需要相對(duì)高的短時(shí)電功率，例如驅(qū)動(dòng)脈沖式馬達(dá)。在該實(shí)施例中，提供了主能源62，其典型地包含至少一個(gè)電池，并且被配置為向方框58中有連續(xù)功率要求的元件提供連續(xù)的低電功率，用箭頭70表示。還提供了第二能源64，其包含至少一個(gè)存儲(chǔ)電容器66，典型地為超級(jí)電容器，并且被配置為向方框60中具有間歇峰值功率要求的元件提供峰值高電功率，用箭頭72表示。該第二能源64還包括功率控制68。功率控制68調(diào)節(jié)由箭頭74表示的從主能源62到至少一個(gè)存儲(chǔ)電容器66的輸入點(diǎn)滴式充電，并且還調(diào)節(jié)由箭頭72表示的從第二能源64到應(yīng)用模塊54的輸出功率輸出。功率控制68還調(diào)節(jié)由箭頭76表示的從應(yīng)用模塊54到至少一個(gè)存儲(chǔ)電容器66的任何輸入能量捕獲。
可選地，如圖3中所示，該第二能源64可以另外被便攜式充電棒78和/或基本充電單元80相對(duì)較快地充電(與來自主能源62的點(diǎn)滴式充電相比)。至于前面的實(shí)施例，便攜式充電棒78可以與一個(gè)或多個(gè)便攜式供電家用或醫(yī)療設(shè)備電匹配，它們具有被開發(fā)用來以用戶友好的方式來提供很快再充電的電子線路和電路。棒78可以包含至少一個(gè)超級(jí)電容器以存儲(chǔ)待輸出至設(shè)備52中的超級(jí)電容器66的電荷。棒78可以有選擇地或額外地包括可更換式主電池、可更換式再充電電池、或不可更換的再充電電池，其自身可以適合于通過對(duì)接基本充電單元80被點(diǎn)滴式充電。棒78可以具有控制電路，向該或每個(gè)設(shè)備52內(nèi)的超級(jí)電容器66提供高充電電流，并因此通過簡(jiǎn)單的電匹配操作，由棒78提供超級(jí)電容器66的快速充電。這種電動(dòng)設(shè)備52理想地適于使用快速充電超級(jí)電容器66作為內(nèi)部電源。同樣地，對(duì)接基本充電單元80可以包含一個(gè)或多個(gè)具有高額定功率的主超級(jí)電容器，從對(duì)接基本充電單元80內(nèi)的電源充電，以及控制電路，向設(shè)備52內(nèi)的超級(jí)電容器66提供高電流，并因此通過簡(jiǎn)單的電匹配操作來提供快速充電。
例如當(dāng)設(shè)備52是家用釋放設(shè)備時(shí)，第二能源64的超級(jí)電容器66的電容以及因而其物理尺寸將取決于設(shè)備需求，并且將理想地在用于包含在設(shè)備52中的活性物質(zhì)的放電周期的期望放電期內(nèi)驅(qū)動(dòng)設(shè)備52，或者直到用戶可接受的設(shè)備52的再充電之間的時(shí)間周期已經(jīng)過去。該周期將取決于釋放活性物質(zhì)所需的平均功率，它是需要被釋放的活性物質(zhì)的量、其相關(guān)揮發(fā)性以及使用的釋放方法的函數(shù)。應(yīng)用模塊54的釋放機(jī)構(gòu)可以采用脈沖式風(fēng)扇系統(tǒng)、壓電噴嘴技術(shù)或氣溶膠噴射技術(shù)的形式?？梢酝ㄟ^合適選擇釋放周期來增加充電之間的周期。
接下來是示例計(jì)算，基于當(dāng)前可用的空氣清新器設(shè)備。對(duì)于要求每小時(shí)6.8mW平均功率的空氣清新器，對(duì)于具有80法拉電容的超級(jí)電容器，在整個(gè)三天內(nèi)將提供每天三小時(shí)的運(yùn)行時(shí)間。對(duì)于要求每小時(shí)4.6mW平均功率的空氣清新器，對(duì)于具有60法拉電容的超級(jí)電容器，在整個(gè)三天內(nèi)將提供每天三小時(shí)的運(yùn)行時(shí)間，并且設(shè)備的超級(jí)電容器將需要在三天后再充電。對(duì)于要求每小時(shí)4.6mW平均功率的空氣清新器，對(duì)于具有80法拉電容的超級(jí)電容器，在整個(gè)九天內(nèi)將提供每天一小時(shí)的運(yùn)行時(shí)間，例如每天12小時(shí)內(nèi)，每6分鐘提供30秒的釋放周期，并且設(shè)備的超級(jí)電容器將需要在九天后再充電。
在家用釋放設(shè)備的具體優(yōu)選實(shí)施例中，多個(gè)釋放設(shè)備90、92、94、96(例如空氣清新器)順序從棒98充電，如圖4所示。至于前面的實(shí)施例，棒98包含至少一個(gè)超級(jí)電容器103和/或一個(gè)或多個(gè)高額定電流的電池104。超級(jí)電容器103將峰值功率依次傳送給每個(gè)釋放設(shè)備90、92、94、96。棒98依次與每個(gè)釋放設(shè)備90、92、94、96連接，并直接從棒98中的電池104或更大電容器103，快速傳送電荷(理想地在2-15秒時(shí)間內(nèi))到每個(gè)釋放設(shè)備90、92、94、96中的更小電容器100。當(dāng)存在時(shí)，棒電容器103可以在向每個(gè)釋放設(shè)備90、92、94、96傳送電荷之間，從棒電池104再充電。棒電容器103/電池104從可能包含更大電池的基本充電器單元106或最好是市電插入式充電單元再充電。
在該實(shí)施例中，典型的釋放設(shè)備基于3天內(nèi)每天3小時(shí)的運(yùn)行而需要200J。因此，整個(gè)需要從對(duì)四個(gè)釋放設(shè)備90、92、94、96進(jìn)行充電的棒98傳送800J的總能量。允許在釋放設(shè)備90、92、94、96的每次充電之間的60秒，棒電容器102從棒電池104再充電，需要3.3W的功率傳送，或者約0.9A來自三個(gè)1.2V的AAA尺寸可再充電的NiCd或NiMH電池。在棒電池需要再充電之前，三個(gè)AAA NiMH750mAh電池具有足夠的能量來充電約四十個(gè)釋放設(shè)備。棒需要至少一個(gè)60F電容器，假定三個(gè)1.2V電池正好在充電傳送之前將電容器充電至3.6V。每個(gè)釋放設(shè)備從棒獲取能量直到棒和設(shè)備處于相同電壓，典型地為2.5V。棒內(nèi)的控制電子電路保證超級(jí)電容器在放電之前不被充電超過60秒而至3.6V。如果被遺忘而電壓在延長(zhǎng)的時(shí)間周期被加壓超過了廠商的最大電壓規(guī)格，典型地為2.5V，超級(jí)電容器會(huì)被損害。
在家用釋放設(shè)備的另一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)每個(gè)設(shè)備釋放活性物質(zhì)時(shí)，從電容器取出能量，其電壓衰減，每個(gè)釋放設(shè)備中的控制電子電路被設(shè)計(jì)成提升衰減電壓并且調(diào)節(jié)至負(fù)載的電壓。調(diào)節(jié)后的電壓取決于負(fù)荷(例如風(fēng)扇、壓電噴嘴等)。壓電噴射技術(shù)可能需要顯著高于風(fēng)扇馬達(dá)(2.4V)的電壓(15V)。
圖5顯示了本發(fā)明中使用的穩(wěn)壓器的示例的示意圖表示。
在端子110和112之間提供輸入直流(DC)電壓源，該電壓源包含超級(jí)電容器113。電感器114與一個(gè)端子110串聯(lián)，以及控制集成電路或微處理器116控制高頻(典型地100kHz)開關(guān)117，控制集成電路或微處理器116與DC電壓源并聯(lián)，串聯(lián)的二極管118和電容器120與控制集成電路或微處理器116所控制的開關(guān)117并聯(lián)，并且電容器120兩端具有兩個(gè)輸出端子122和124。這種穩(wěn)壓電路的整體結(jié)構(gòu)除了將超級(jí)電容器作為電壓源外，本身是已知的。
輸出電壓可以被預(yù)置為單個(gè)值，或者可以提供多個(gè)輸出電壓。
根據(jù)本發(fā)明，在端子110和112之間提供的輸入直流(DC)電壓源來自設(shè)備中的超級(jí)電容器113，其向設(shè)備提供電功率，例如前面實(shí)施例中的超級(jí)電容器100。穩(wěn)壓器調(diào)節(jié)輸出電壓，以便即使輸入電壓變化也提供恒定的輸出電壓。例如，當(dāng)被充分充電時(shí)超級(jí)電容器可以具有2.5伏的標(biāo)稱輸出電壓。當(dāng)設(shè)備被使用時(shí)，超級(jí)電容器中的存儲(chǔ)電荷逐漸減少，并且超級(jí)電容器的電壓相應(yīng)地逐漸減小。例如，電壓可能隨著使用從2.5伏減小至0.8伏。這如圖6中所示。如果超級(jí)電容器的輸出構(gòu)成穩(wěn)壓器的輸入，則來自超級(jí)電容器的輸入電壓在0.8至2.5伏之間變化。然而，調(diào)節(jié)后的輸出電壓可以維持在2.5伏。功率輸出將典型地為大約10mW。因此，穩(wěn)壓器起著為本發(fā)明的設(shè)備例如釋放設(shè)備或個(gè)人修飾設(shè)備中使用的超級(jí)電容器電源，延長(zhǎng)每次充電的有用壽命的作用。
超級(jí)電容器和穩(wěn)壓器可以如圖7所示構(gòu)成。超級(jí)電容器113和穩(wěn)壓器122被集成以形成單個(gè)封裝元件，典型地為圓柱狀或柱狀，具有跨接超級(jí)電容器113的快速充電輸入端子124、126，以及跨接超級(jí)電容器113和穩(wěn)壓器122的組合電路的穩(wěn)壓輸出端子128、130。這提供了快速充電和穩(wěn)壓輸出的組合，因此提供了恒定的輸出功率。該單個(gè)穩(wěn)壓電容器電源的封裝元件可以獨(dú)立制造和銷售以合并到電動(dòng)設(shè)備中。它可以保持通用于電池的外形和尺寸，從而使其容易被并入電動(dòng)設(shè)備中。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，如圖8中所示，電動(dòng)剃須刀系統(tǒng)131包含剃須刀132和基本單元134。至少一個(gè)超級(jí)電容器136存儲(chǔ)剃須刀132中的能量，并且剃須刀中沒有電池?；締卧?34包含至少一個(gè)超級(jí)電容器142和電池143的組合，和/或被市電(未顯示)加電，并且具有控制電子電路144來控制電壓輸出。剃須刀132通過非常低的阻抗觸頭與基本單元134連接。當(dāng)它們之間的電接觸被建立時(shí)，基本單元134快速傳送能量至剃須刀132?？刂齐娮与娐?38包括穩(wěn)壓器，在剃須刀132中提升并且穩(wěn)壓至剃須刀馬達(dá)140的電壓以實(shí)現(xiàn)恒定功率和足夠的刀片速度，以防止毛發(fā)絞結(jié)。
在一個(gè)具體示例中，基于剃須刀馬達(dá)140的2W馬達(dá)功率和再充電之前使用三分鐘的要求，剃須刀超級(jí)電容器136被指定具有至少60F的電容。剃須刀超級(jí)電容器136首先從基本單元中的控制電子電路144被充電至3.6V。剃須刀超級(jí)電容器136向負(fù)載輸出360J，其電壓從3.6V衰減至假定0.8V的切斷電壓?；締卧膫€(gè)1.2V的NiCd或NiMH電池，或者具有插入式市電適配器以隔離并轉(zhuǎn)換AC市電電壓至4.8V DC?；締卧?34還包含兩個(gè)超級(jí)電容器，每個(gè)指定為140F并且串聯(lián)連接以在4.8V提供70F。能量從基本超級(jí)電容器傳送至剃須刀超級(jí)電容器。在該示例中，在10秒鐘內(nèi)傳送360J。當(dāng)剃須刀超級(jí)電容器和基本超級(jí)電容器的電壓相等時(shí)，充電完成。
在另一實(shí)施例中，并且因?yàn)榛締卧械母箅娙萜髂壳跋喈?dāng)貴，基本單元中的三個(gè)可再充電電池可以直接將剃須刀電容器充電至3.6V，但會(huì)更慢，例如在30秒內(nèi)。
在任一實(shí)施例中，剃須刀內(nèi)的控制電子電路保證了超級(jí)電容器不被遺忘而在放電之前被充電超過60秒至3.6V。這是因?yàn)槿绻陲@著長(zhǎng)的時(shí)間周期內(nèi)施加的電壓高于廠商的最大電壓規(guī)格，典型地為2.5V，則超級(jí)電容器會(huì)被損壞。
根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)設(shè)備的再一個(gè)實(shí)施例包含醫(yī)療設(shè)備。市場(chǎng)上有許多機(jī)械的和電池供電的醫(yī)療設(shè)備，這些包括諸如注射器、吸入器等的釋放設(shè)備；取樣和測(cè)量設(shè)備，例如血糖檢測(cè)儀；以及設(shè)備順從性監(jiān)視和通訊設(shè)備。醫(yī)療注射器為機(jī)械驅(qū)動(dòng)如用彈簧，或?yàn)殡妱?dòng)如用直接螺線管致動(dòng)器或提供馬達(dá)再充電彈簧。電池增加了理想地為分離設(shè)備的體積(尺寸和重量)。存在小型化和便攜(更小/更高效率的設(shè)備)的需求。這種注射器要求很短時(shí)間內(nèi)的高峰值功率(如0.1-10秒)。
在該實(shí)施例中，醫(yī)療設(shè)備，例如注射器包含如圖9中所示的電源150。至少一個(gè)超級(jí)電容器152與至少一個(gè)小尺寸電池154(如一次性硬幣電池或AAA尺寸并且可以是低成本堿性電池)結(jié)合起來使用。多個(gè)電池154被串聯(lián)。該至少一個(gè)超級(jí)電容器152(如果多于一個(gè)則串聯(lián))跨接至少一個(gè)電池154以便逐漸被其點(diǎn)滴式充電。穩(wěn)壓器156如前所述跨接該至少一個(gè)超級(jí)電容器152。穩(wěn)壓器156按要求向注射器的負(fù)載提供穩(wěn)壓。
該電源布置與已知設(shè)備中單獨(dú)使用電池相比，顯著提高了低成本電池(如堿性電池)的電池循環(huán)壽命，以可比較的成本提升為高功率電池。超級(jí)電容器的使用允許使用更小尺寸的電池，形成電池所需尺寸的目的是存儲(chǔ)能量而不是滿足功率需求，因?yàn)樵撾姵夭恍枰淮_定尺寸以滿足峰值功率。這導(dǎo)致了能量更高效率的使用。超級(jí)電容器的使用使得醫(yī)療設(shè)備更小、更輕并因而真正輕便。電池可被替換為盒/替換物以實(shí)現(xiàn)非常緊湊的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。超級(jí)電容器與低成本堿性電池相結(jié)合顯著地增加了循環(huán)壽命，以可比成本提升為新的高功率電池。
相似的電源可被用于非醫(yī)療設(shè)備，例如短突發(fā)通信周期的釋放設(shè)備。
在特定示例中，要求每次使用0.25秒的5W間歇峰值功率，假定每天使用三次，使用之間再充電四個(gè)小時(shí)的醫(yī)用注射器將需要5F的電容器。該注射器也將具有小電池，如1.2V的NiMH電池，將連續(xù)地點(diǎn)滴式充電電容器。5F超級(jí)電容器的尺寸約直徑8mm×長(zhǎng)度30mm，顯著地小于兩個(gè)AA或兩個(gè)AAA電池，同時(shí)大于匹配功率輸出。超級(jí)電容器提供了明顯的機(jī)會(huì)使得醫(yī)療設(shè)備更小、更輕并且因此真正輕便。以前電池所需的空間現(xiàn)在可以用于容納盒/替換物，帶有/不帶有整體扣式電池，從而實(shí)現(xiàn)非常緊湊的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。在該示例的以上圖中假定了中等范圍的自動(dòng)注射器功率要求。可以通過增加電容器的值來輸出更高功率。然而，在不增加電池尺寸時(shí)，更高標(biāo)稱電容器將需要更長(zhǎng)時(shí)間來完全充電。可以通過引入更高電壓的電池來實(shí)現(xiàn)更快的充電。
在另一個(gè)醫(yī)療取樣和釋放設(shè)備的示例中，與以上說明的自動(dòng)注射器有相似的能量要求，雖然功率輸出將經(jīng)過稍微延長(zhǎng)的時(shí)間，典型地從0.5-5秒。典型設(shè)備將每天使用三次，4小時(shí)再充電，將要求5F的電容器。該電容器將從小電池如兩個(gè)1.2V的NiMH電池被點(diǎn)滴式充電。
在另一個(gè)醫(yī)療設(shè)備的示例中，它是以上取樣和釋放設(shè)備的修改，如圖10中所示，可替換封裝160組合包含電池組162和消耗組164，電池組包含一個(gè)或多個(gè)一次性電池。電池組162和消耗組164可被集成到一個(gè)共用封裝元件166中，該封裝元件例如模制塑料模塊，可以作為單個(gè)單元插入醫(yī)療設(shè)備中，以便一步將新的消耗品168和新的電池組162插入設(shè)備中。消耗品168可以布置在四周，例如圓周地分布，封裝元件166的中央部分170布置電池組162。在該裝配中，封裝元件166可以被配置為能夠作為單個(gè)再充電元件直接插入設(shè)備中，電池組162電連接至設(shè)備，以及作為部分裝載操作而自動(dòng)設(shè)置好消耗品由設(shè)備順序消耗。或者，電池組162和消耗組164可以被集成到共同的封裝中，被配置為可分離，使得消耗品和電池可以單獨(dú)地插入設(shè)備中。對(duì)于取樣和釋放設(shè)備，消耗組164包含再充盒，再充盒包括多個(gè)測(cè)試條或取樣點(diǎn)，以及電池組162包含具有滿足非峰值功率的能量要求容量的電池，例如紐扣電池。使用縮小尺寸的電池，與已知設(shè)備相比，提供了比現(xiàn)有設(shè)計(jì)減少重量和尺寸的優(yōu)點(diǎn)。使用與消耗品集成的電池保證了總有足夠的能量完全滿足盒的需求。至于之前的實(shí)施例，設(shè)備中的超級(jí)電容器保證了峰值功率要求以及循環(huán)頻率被滿足。設(shè)備中的超級(jí)電容器保證了所存儲(chǔ)能量更完全的使用，因?yàn)槌?jí)電容器而不是電池針對(duì)能量需求進(jìn)行釋放，提供更高效率的功率使用。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，電動(dòng)便攜式設(shè)備的可替換電源組合包含電池組、電連接至電池組的至少一個(gè)電容器以及電連接至所述至少一個(gè)電容器的電源輸出端子，電池組包含一個(gè)或多個(gè)一次性電池。該電池組可以包含紐扣電池。電源可以進(jìn)一步包含穩(wěn)壓器，用于調(diào)節(jié)至少一個(gè)電容器的輸出電壓。穩(wěn)壓器可以適合于輸出具有與至少一個(gè)電容器在充分充電時(shí)的電壓基本相同的值的電壓。電源可以是圓柱狀、柱狀或定制形狀。
權(quán)利要求
1.一種電動(dòng)便攜式設(shè)備，所述設(shè)備除牙刷之外，所述設(shè)備包括提供所述設(shè)備所執(zhí)行功能的部件；包括用于存儲(chǔ)電荷的至少一個(gè)電容器以向所述設(shè)備供電的電源；控制取自電源的電功率以便驅(qū)動(dòng)所述功能提供部件的電子控制電路；以及用于再充電所述電源的再充電接口，所述再充電接口被配置成可電連接至充電設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電動(dòng)便攜式設(shè)備，其中，所述再充電接口被配置成有選擇地電連接至適合于由市電供電的便攜式充電設(shè)備或充電基本單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2的電動(dòng)便攜式設(shè)備，其中，所述電容器或每個(gè)電容器具有從5至50法拉的電容。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任何一個(gè)的電動(dòng)便攜式設(shè)備，其中，所述至少一個(gè)電容器具有從1V至3.6V的工作輸出電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任何一個(gè)的電動(dòng)便攜式設(shè)備，其中，所述電源進(jìn)一步包含穩(wěn)壓器，用于調(diào)節(jié)所述至少一個(gè)電容器的輸出電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的電動(dòng)便攜式設(shè)備，其中，所述穩(wěn)壓器適合于輸出具有與所述至少一個(gè)電容器在充分充電時(shí)的電壓基本相同的值的電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或權(quán)利要求6的電動(dòng)便攜式設(shè)備，其中，所述穩(wěn)壓器和所述至少一個(gè)電容器被集成以形成單個(gè)封裝元件，其具有一對(duì)輸入端子和一對(duì)輸出端子。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的電動(dòng)便攜式設(shè)備，其中，所述單個(gè)封裝元件是可拆卸的。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或權(quán)利要求8的電動(dòng)便攜式設(shè)備，其中，所述單個(gè)封裝元件形狀為圓柱狀、柱狀或定制形狀。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任何一個(gè)的電動(dòng)便攜式設(shè)備，其中，所述電源進(jìn)一步包括與所述至少一個(gè)電容器組合的電壓源，所述電壓源和所述至少一個(gè)電容器被配置成使得所述電壓源在所述至少一個(gè)電容器未被充分充電的任意周期，逐漸充電所述至少一個(gè)電容器。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的電動(dòng)便攜式設(shè)備，其中，所述電壓源包含至少一個(gè)電池。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的電動(dòng)便攜式設(shè)備，其中，所述至少一個(gè)電池向所述設(shè)備連續(xù)提供低的電功率，以及所述至少一個(gè)電容器向所述設(shè)備間歇提供高的電功率。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或權(quán)利要求12的電動(dòng)便攜式設(shè)備，其中，所述至少一個(gè)電池向所述功能提供部件的至少一個(gè)第一元件連續(xù)提供電功率，以及所述至少一個(gè)電容器向所述功能提供部件的至少一個(gè)第二元件間歇提供高的電功率。
14.根據(jù)權(quán)利要求11至13中任何一個(gè)的電動(dòng)便攜式設(shè)備，其中，所述至少一個(gè)電池是可拆卸的。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的電動(dòng)便攜式設(shè)備，其中，所述至少一個(gè)電池與所述設(shè)備的至少一個(gè)消耗品一起封裝在共同封裝中。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的電動(dòng)便攜式設(shè)備，其中，所述共同封裝可拆卸地安裝在所述設(shè)備中。
17.根據(jù)權(quán)利要求1至16中任何一個(gè)的電動(dòng)便攜式設(shè)備，其中，所述再充電接口具有不超過0.3歐姆的總阻抗。
18.一種電動(dòng)便攜式充電設(shè)備，適于臨時(shí)存儲(chǔ)電荷以釋放給電連接至所述充電設(shè)備的電氣設(shè)備，所述充電設(shè)備包含用于臨時(shí)存儲(chǔ)電荷的至少一個(gè)存儲(chǔ)元件；輸入端，用于從所述充電設(shè)備電連接的分離充電基本單元接收將由至少一個(gè)存儲(chǔ)元件存儲(chǔ)的電荷；以及輸出端，用于將存儲(chǔ)的電荷輸出至所述電氣設(shè)備，所述輸出端包含電連接器，用于有選擇地電連接至將被所述充電設(shè)備充電的電氣設(shè)備。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的充電設(shè)備，其中，所述輸入端包含電連接器，用于電連接至所述充電基本單元。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的充電設(shè)備，其中，所述輸入端和輸出端電連接器中的至少一個(gè)包含低阻抗觸點(diǎn)，具有不超過0.2歐姆的阻抗。
21.根據(jù)權(quán)利要求18至20中任何一個(gè)的充電設(shè)備，其中，所述充電設(shè)備具有不超過0.3歐姆的總阻抗。
22.根據(jù)權(quán)利要求18至21中任何一個(gè)的充電設(shè)備，其中，所述至少一個(gè)存儲(chǔ)元件包含至少一個(gè)電容器，所述電容器或每個(gè)電容器具有5至50法拉的電容。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的充電設(shè)備，其中，所述至少一個(gè)電容器具有從1V至3.6V的工作輸出電壓。
24.根據(jù)權(quán)利要求22或權(quán)利要求23的充電設(shè)備，進(jìn)一步包含至少一個(gè)電池，電連接至所述至少一個(gè)電容器，使得所述至少一個(gè)電池在所述至少一個(gè)電容器未被充分充電的任意周期，逐漸充電所述至少一個(gè)電容器。
25.根據(jù)權(quán)利要求18至24中任何一個(gè)的充電設(shè)備，其中，所述輸入端適合于從基本單元接收點(diǎn)滴式充電或快速充電。
26.根據(jù)權(quán)利要求18至21中任何一個(gè)的充電設(shè)備，其中，至少一個(gè)存儲(chǔ)元件包含一個(gè)或多個(gè)干電池或可再充電電池。
27.權(quán)利要求1至17中任何一個(gè)的電動(dòng)便攜式設(shè)備和權(quán)利要求18至26中任何一個(gè)的充電設(shè)備的結(jié)合。
28.權(quán)利要求27的所述結(jié)合，其中，所述充電設(shè)備的至少一個(gè)存儲(chǔ)元件包含至少一個(gè)電容器，所述電容器或每個(gè)電容器具有從5至50法拉的電容，并且所述充電設(shè)備被調(diào)適，使得充電所述電動(dòng)便攜式設(shè)備中的至少一個(gè)電容器的時(shí)間從2至15秒。
29.權(quán)利要求18至26中任何一個(gè)的所述充電設(shè)備和具有連接至所述充電設(shè)備的輸入端的電輸出端的充電基本單元的結(jié)合，所述充電基本單元適合于由市電供電。
30.權(quán)利要求29的所述結(jié)合，其中，所述充電設(shè)備的至少一個(gè)存儲(chǔ)元件包含至少一個(gè)電容器，所述電容器或每個(gè)電容器具有從5至50法拉的電容，并且所述充電基本單元充電所述充電設(shè)備中的至少一個(gè)電容器的時(shí)間為從2至15秒。
31.根據(jù)權(quán)利要求1至17中任何一個(gè)的電動(dòng)便攜式設(shè)備，它是用于釋放存儲(chǔ)于所述設(shè)備中的至少一種揮發(fā)性化合物的釋放設(shè)備。
32.根據(jù)權(quán)利要求31的釋放設(shè)備，所述釋放設(shè)備包含儲(chǔ)蓄器，用于存儲(chǔ)所述至少一種揮發(fā)性化合物；分發(fā)設(shè)備，用于從所述分發(fā)設(shè)備的釋放表面分發(fā)所述至少一種揮發(fā)性化合物；電子控制電路，用于控制所述分發(fā)設(shè)備；導(dǎo)管，用于將所述至少一種揮發(fā)性化合物從所述儲(chǔ)蓄器傳送至所述釋放表面，以及所述電源的至少一個(gè)電容器能夠容納足夠的電荷，以便在預(yù)定周期加電所述分發(fā)設(shè)備。
33.根據(jù)權(quán)利要求31或權(quán)利要求32的釋放設(shè)備，其中，所述再充電接口被配置成與其電連接的所述充電設(shè)備是根據(jù)權(quán)利要求18至26中任何一個(gè)的便攜式充電設(shè)備，或具有連接至所述再充電接口的電輸出端的充電基本單元，所述充電基本單元適合于由市電供電。
34.根據(jù)權(quán)利要求31至33中任何一個(gè)的釋放設(shè)備，其中，所述分發(fā)設(shè)備適合于周期性分發(fā)所述至少一種揮發(fā)性化合物作為噴霧。
35.根據(jù)權(quán)利要求34的釋放設(shè)備，其中，所述電子控制電路適合于控制噴射脈沖的持續(xù)時(shí)間和/或連續(xù)噴射之間的時(shí)間。
36.根據(jù)權(quán)利要求31至35中任何一個(gè)的釋放設(shè)備，其中，所述分發(fā)設(shè)備適合于周期性地分發(fā)所述至少一種揮發(fā)性化合物，以及至少一個(gè)電容器和電子控制電路適合于提供所述至少一種揮發(fā)性化合物的周期性釋放，在所述至少一個(gè)電容器的給定充電周期內(nèi)，周期可達(dá)60天(在所述權(quán)利要求內(nèi)可延長(zhǎng)此周期)。
37.根據(jù)權(quán)利要求35或權(quán)利要求36的釋放設(shè)備，其中，連續(xù)脈沖之間的時(shí)間為從30秒到30分，并且每個(gè)脈沖所述至少一種揮發(fā)性化合物的釋放重量為從0.01mg-0.5mg。
38.根據(jù)權(quán)利要求37的釋放設(shè)備，其中，每個(gè)脈沖所述至少一種揮發(fā)性化合物的釋放重量為從0.03mg-0.3mg。
39.權(quán)利要求18至26中任何一個(gè)的所述充電設(shè)備和權(quán)利要求31至38中任何一個(gè)的所述釋放設(shè)備的結(jié)合，所述充電設(shè)備的輸出端可連接至所述釋放設(shè)備的再充電接口。
40.權(quán)利要求39的所述結(jié)合，其中，所述充電設(shè)備的至少一個(gè)存儲(chǔ)元件包含至少一個(gè)電容器，所述電容器或每個(gè)電容器具有從5至50法拉的電容，所述釋放設(shè)備的所述電容器或每個(gè)電容器具有從5至50法拉的電容，并且所述充電基本單元充電所述釋放設(shè)備中的至少一個(gè)電容器的時(shí)間為從2至15秒。
41.權(quán)利要求31至38中任何一個(gè)的所述釋放設(shè)備和充電基本單元的結(jié)合，所述充電基本單元具有連接至所述釋放設(shè)備的再充電接口的電輸出端，所述充電基本單元適合于由市電供電。
42.權(quán)利要求41的所述結(jié)合，其中，所述釋放設(shè)備的所述電容器或每個(gè)電容器具有從5至50法拉的電容，并且所述充電基本單元充電所述釋放設(shè)備中的至少一個(gè)電容器的時(shí)間為從2至15秒。
全文摘要
一種電動(dòng)便攜式設(shè)備，該設(shè)備除牙刷之外，該設(shè)備包括提供該設(shè)備所執(zhí)行功能的部件；電源，包括至少一個(gè)存儲(chǔ)電荷的電容器以便向設(shè)備供電；控制取自電源的電功率以便驅(qū)動(dòng)功能提供部件的電子控制電路；以及再充電所述電源的再充電接口，該再充電接口被配置成可電連接至充電設(shè)備。
文檔編號(hào)H01G9/00GK1934764SQ200580008714
公開日2007年3月21日 申請(qǐng)日期2005年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月11日
發(fā)明者斯圖爾特·M.·R.·瓊斯, 大衛(wèi)·穆雷·克羅斯, 蒂墨?！み~克爾·伍德 申請(qǐng)人:Pa咨詢服務(wù)有限公司