專利名稱：用于便攜式設備的電池充電器以及相關方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電池供電的便攜式設備領域，更具體地，涉及用于這些便攜式設備的電池充電器以及相關的方法。
背景技術：
可再充電電池被廣泛用于多種便攜式設備，諸如膝上型計算機、蜂窩電話、個人數(shù)字助理(PDA)等。隨著便攜式設備技術的快速增加，用戶頻繁地更換他們的便攜式設備是非常普通的。然而，因為對于不同的便攜式設備使用的不同的連接器類型或者電池類型，可能要求用戶在更新便攜式設備時也要購買新的電池充電器。
在某些情況下，針對多種便攜式設備使用標準的接口或連接器，使得單個電池充電器能夠用于為不同的便攜式設備充電。例如，很多便攜式設備目前支持通用串行總線(USB)協(xié)議，并包含有一個或多個USB連接器，用于使這些便攜式設備可以連接到個人計算機(PC)等。與USB協(xié)議以及連接器有關的進一步的細節(jié)可以在USBImplementers Forum，Inc.，出版的Universal Serial Bus Specification，Revision 2.0，April 27，2000中找到，在此將其全部引用以作為參考。因此，具有USB連接器的充電器能夠潛在地用于對不同的便攜式USB設備充電。
在美國專利No.6184652(Yang)中公開了這種充電器的一個示例。該專利旨在具有USB接口的移動電話充電器，其包括有USB可兼容的插頭、DC轉換器以及移動電話電池充電插頭。將USB可兼容的插頭插入計算機的相應的USB連接器，并從其接收電能。DC轉換器將該電能轉換成通過電池充電插座提供給移動電話的所必需的充電電壓。電池充電器可以檢測移動電話電池的類型(例如，Li或Ni-MH)以及在電池中存儲的電量或電荷量。該專利聲明了用戶因此不必為不同的電池類型購買不同類型的充電器。
在美國專利No.6362610(Yang)中公開了另一個示例。更具體地，該專利公開了一種包括有USB端口連接器和充電連接器的通用USB電源單元。該USB端口插入到USB端口的插座中，同時該充電連接器插入到要充電的電子產(chǎn)品的插座中。流入USB端口連接器的電流然后通過自動電壓調整器。在自動電壓調整器的外殼中設置有DC變壓器，用于將來自USB端口的DC電壓(例如，5V)轉換成提供給電能/信號連接插座所需要的電壓。反饋控制電壓輸出電路對電能/信號連接插座的反饋電壓信號進行比較，并使得DC變壓器能夠輸出預設的電壓。充電連接器安裝有包括電能/信號連接器的電線以適合于電能/信號連接插座。此外，通過使用可變電阻器在充電連接器中預設有與具體的電子設備相關聯(lián)的電壓參數(shù)。
不管這些充電器的優(yōu)點如何，在不同的便攜式設備中互換不同類型的電池時還是可能出現(xiàn)問題。即，不同的可再充電電池可以具有不同的充電參數(shù)(例如，額定電壓、額定電流等)。然而，這些參數(shù)不可能總是與給定的便攜式設備的那些參數(shù)匹配。因此，在電池與設備充電參數(shù)不是切實地匹配的情況下使用諸如上述的那些充電器，可能導致對電池和/或設備的損壞。

發(fā)明內容
鑒于前面的背景，因此本發(fā)明的目的是提供可用于多種類型的便攜式設備以及相關聯(lián)的電池的電池充電器，但是可以考慮它們的充電參數(shù)的差異。
根據(jù)本發(fā)明的這個和其它目標、特征和優(yōu)點將通過包括有充電器連接器的電池充電器來提供，該電池充電器連接器與包括有可再充電電池的便攜式設備的相應設備連接器耦連。該便攜式設備和可再充電電池各自都具有來自多個不同的便攜式設備類型和不同的電池類型中的與該便攜式設備和可再充電電池相關聯(lián)的便攜式設備類型和可再充電電池類型。該電池充電器還可以包括與充電器連接器相連的充電電路，以及與充電器連接器和充電電路相連的控制器。更具體地，控制器可用于使連接到充電器連接器的便攜式設備識別其相應的便攜式設備類型以及其相應的可再充電電池類型，并用于使充電電路基于此對該可再充電電池進行充電。
更具體地，不同的便攜式設備類型可以具有至少一個不同的便攜式設備充電參數(shù)，不同的電池類型可以類似地具有至少一個不同的電池充電參數(shù)。例如，不同類型的電池可以具有彼此不同的電壓和/或電流限制，并且不同的設備類似地也可以具有不同的電壓和/或電流限制。由此，控制器可以根據(jù)對不同的便攜式設備和電池的充電參數(shù)進行的比較來便利地選擇一個或多個實際的充電參數(shù)來對可充電電池充電，以避免損壞一個或者另一個。
作為示例，特定的可再充電電池可以具有與此相關聯(lián)的比攜帶它的便攜式設備更高的電壓和/或電流限制。在該情況下，在電池的最高額定電壓/電流電平對電池充電可以引起便攜式設備的損壞。因此，控制器可以根據(jù)不同的便攜式設備和電池充電參數(shù)中的一個限制來選擇實際的充電參數(shù)。因此，控制器可以防止使用可能損壞便攜式設備或電池的充電參數(shù)來對電池充電。
此外，控制器還可以使便攜式設備識別可再充電電池的電池充電電平。因此，控制器可以根據(jù)電池充電電平進一步選擇實際的充電參數(shù)。因此，例如，控制器可以根據(jù)電池的充電電平和電池的最大充電時間來選擇諸如充電時間的實際充電參數(shù)。
電池充電器可以進一步包括與控制器相連的多個存儲器，用于存儲不同的便攜式設備/電池充電參數(shù)。即，存儲器可以對要使用該電池充電器的各種類型的便攜式設備和可再充電電池的適當?shù)脑O備和電池充電參數(shù)進行存儲。但是，為了允許將該充電器用于未來幾代的便攜式設備和電池，控制器可以便利地輸入學習模式用于學習至少一個不同的便攜式設備和電池充電參數(shù)。
更具體地，該控制器可以在從便攜式設備接收到學習模式信號時輸入學習模式。例如，如果未知設備類型的、或者具有未知電池類型的便攜式設備與充電器連接器相連，則控制器可以基于此向該便攜式設備提供差錯信號。該便攜式設備然后可以向控制器提供學習模式信號，并在控制器輸入該學習模式時將適當?shù)某潆妳?shù)傳送給控制器。由此，該新獲悉的充電參數(shù)可以被便利地存儲在存儲器中，并在以后設備和/或電池類型連接到電池充電器時使用。
另外，充電器連接器還可以承載在控制器與連接到控制器的主機設備(例如，計算機)之間的通信信號。更具體地，通信信號可以涉及至少一個充電參數(shù)。即，控制器可以從主機設備以及便攜式設備便利地獲悉充電參數(shù)。此外，在某些實施例中，充電器連接器還可以承載便攜式設備與主機設備之間的通信信號。因此，電池充電器可以在便攜式設備與主機設備之間提供對接站(docking station)。該方案對諸如PDA的便攜式設備尤其有利，PDA不僅具有便攜式電池，而且另外經(jīng)常被用于與計算機同步日歷、聯(lián)系人、電子郵件以及其它數(shù)據(jù)。
控制器也可以監(jiān)視充電電路以檢測在可再充電電池充電期間的充電差錯。作為示例，這樣的充電差錯可以包括過壓或欠壓狀態(tài)、過電流或欠電流狀態(tài)、過度的溫度、超過最大充電時間等。電池充電器還可以包括與控制器相連的指示器，用于在檢測到充電差錯時提供差錯指示。例如，差錯指示器可能是LED或LCD顯示器。另外，充電器連接器例如可以是通用串行總線(USB)連接器。
根據(jù)本發(fā)明的電池充電器可以包括便攜式充電器，該便攜式充電器包括有設備連接器和可再充電電池。該系統(tǒng)還可以包括用于便攜式設備的電池充電器，諸如以上簡單描述的一種。
針對便攜式設備攜帶的可再充電電池，本發(fā)明的電池充電方法方面包括將便攜式設備的設備連接器與相應的充電器連接器相耦連，并且將充電電路與充電器連接器相連。該方法還可以包括使便攜式設備經(jīng)由充電器連接器，從多個不同的便攜式設備類型和不同的電池類型中選擇其相應的便攜式設備類型和其相應的可再充電電池類型，并使充電電路基于此對可再充電電池進行充電，這如前面所述。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的電池充電系統(tǒng)的示意方框圖；
圖2是圖1所示的電池充電器的實施例的更為具體的示意方框圖；圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明的描述電池充電方法的流程圖；圖4是示出了用于為便攜式設備識別電池充電器的方法的流程圖；圖5是本發(fā)明所使用的示例便攜式設備的示意方框圖。
具體實施例方式
將參考其中示出了本發(fā)明的優(yōu)選實施例的附圖更詳盡地描述本發(fā)明。然而，本發(fā)明可以以不同的形式實現(xiàn)并不被解釋為限定于這里所述的實施例。此外，提供這些實施例以便使該說明書對于本領域的技術人員來說更加詳盡、完整，并且充分地覆蓋本發(fā)明的范圍。貫穿全文以相似的附圖標記表示相似的元件。
參照圖1，電池充電系統(tǒng)20包括便攜式設備21，其包括有隨其攜帶的可再充電電池22；以及電池充電器23，用于為可再充電電池充電。下面參照圖5示例性地來說明適用于本發(fā)明的示例性便攜式設備。充電器23例示地包括有充電器連接器24，用于與便攜式設備21的相應設備連接器25耦連。電池充電器23還例示地包括有與充電器連接器24相連的充電電路26，以及與充電器連接器和充電電路相連的控制器27。
作為示例，便攜式設備21可以是膝上型計算機、個人數(shù)字助理(PDA)、移動電話、或者具有可再充電電池的其它便攜式設備中的任一種。更具體地，電池充電器23可以方便地用于多種便攜式設備以及可再充電電池，這在下面將進一步說明。一般而言，便攜式設備21包括有用于執(zhí)行其各種設備功能的控制電路，諸如微處理器30。此外，很多便攜式設備還包括有接口電路31，用于將微處理器21與數(shù)據(jù)總線或纜線接口連接，例如，將便攜式設備與主機設備(例如，計算機)相連。
作為示例，便攜式設備21可以是USB可兼容的設備，并且設備連接器25是USB連接器。在該情況下，接口電路31可以執(zhí)行多種操作，諸如在利用主機設備進行枚舉期間可以將高或低邏輯信號與不同的數(shù)據(jù)線D+和D-相連，這將由本領域的技術人員所理解。此外，接口電路系統(tǒng)31還可以執(zhí)行信號緩存以及信號變換，用于將不同的信號轉換為微處理器30可以識別的數(shù)據(jù)信號，反之亦然。接口電路系統(tǒng)31還可以將來自主機設備的USB電壓基準BBUS和GND連接到便攜式設備21中的適當?shù)脑?例如，當便攜式設備在充電模式時的可再充電電池22)。正如本領域的技術人員所容易地理解的，根據(jù)給定的應用，可以將不同的接口和控制電路系統(tǒng)結構用于便攜式設備21。
為了清楚地理解，當前的闡述將涉及如下的情況，即其中電池充電器23用于為如上所述的根據(jù)USB協(xié)議工作并因此包括有USB連接器25的便攜式設備充電。然而，本領域的技術人員應該理解，電池充電器23可用于諸如使用串行或并行通信接口的多種類型的設備和操作協(xié)議。此外，還應該注意到，在某些實施例中，電池充電器23可以包括用于不同類型的設備連接器25的多個連接器24。因此，例如，電池充電器23可以用于為USB設備以及使用串行(或其它)通信接口進行通信的設備充電。
下面將參照圖2和圖3對用于USB設備的電池充電器23及其操作的示例性實施例進行說明。更具體地，在框40處開始，在框41處，在將設備連接器25連接到充電器連接器24時，控制器27使便攜式設備21(即，微處理器30)從多個不同的便攜式設備類型以及不同的電池類型中識別其相應的便攜式設備類型和可再充電電池類型。該設備類型作為設備標識符ID被存儲在便攜式設備21中的非易失性存儲器(例如，EEPROM)中，而電池類型例如可由微處理器30根據(jù)電池22攜帶的識別電路來識別。
應該注意到，設備和電池“類型”可以根據(jù)本發(fā)明的給定的實施而變化。例如，在某些應用中，設備/電池類型可以是便攜式設備/電池的型號。然而，在其它應用中，設備/電池類型可以對應于特定系列的便攜式設備/電池。例如，制造商可以制造一個基本的便攜式設備，但在其上設置不同的連接器用于不同的應用。由此，該基本設備可以具有多個相同的充電參數(shù)，但是根據(jù)隨其使用的特定連接器，將該基本設備設計為一個系列(例如，6000系列)中的不同型號。因此，在這樣的情況下，設備類型將包括給定系列中的所有設備。類似地，在其它應用中，設備/電池類型還可以對應于其制造商(即，特定制造商的所有設備都是相同的設備類型)。
可以將不同的方法用于使便攜式設備21識別它的電池和設備類型。針對USB可兼容的設備的一種特別便利的方法是在連接器24、25最初連接時控制器27就在兩個差分D+和D-數(shù)據(jù)線上初始化地設置邏輯高電平信號。這是另外的無效USB枚舉狀態(tài)，但是對于被正確地配置的便攜式設備21，這會指示該設備已經(jīng)連接到了電池充電器23。由此，便攜式設備21然后可以對如果是與例如主機設備連接則會使用的那些正常USB枚舉操作進行中止，而是輸入充電模式。
下面將更加詳細地說明該方法的示例性實施。當電池充電器23與便攜式設備21相連時，控制器27優(yōu)選地向便攜式設備提供識別信號，以通知便攜式設備它與電源相連，該電源不從屬于USB規(guī)范所強加的電能限制。優(yōu)選地，便攜式設備21被編程為對識別信號進行識別，并因此識別出控制器27已經(jīng)發(fā)送了識別信號。在識別了正確的識別信號之后，便攜式設備21然后準備從充電器23提取電能，而不執(zhí)行USB枚舉。
可以使用多種方法來完成對識別信號的檢測。例如，微處理器30可以通過在例如USB端口25處出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)線狀態(tài)而檢測識別信號。如上面所提到的，一個示例性的識別信號是由控制器27向D+和D-線路兩者施加大于兩伏的電壓而產(chǎn)生的。參照圖4將進一步理解前面的內容。
在塊220處開始，在塊210，便攜式設備21對在USB連接器25的Vbus線路上的電壓的出現(xiàn)進行檢測。在塊220，移動設備21然后檢查D+和D-線路的狀態(tài)。將D+和D-線路與例如2V基準進行比較。充電器23的控制器27可以向D+和D-線路兩者施加諸如+5V基準的邏輯高信號。如果D+和D-線路兩者上的電壓都大于2V，然后便攜式設備21確定它不與一般的USB主機或集線器相連，并確定而是已經(jīng)檢測到了充電器23(塊230)。便攜式設備21然后準備對電池充電，或者另外使用經(jīng)由Vbus和Gnd線路提供的電能(塊260)，而不等待枚舉，并不受USB規(guī)范所強加的電能約束的限制，這將由本領域的技術人員所理解。
應該注意，充電器23可以用作與主機設備或集線器(例如，個人計算機(PC))的接口，以及在某些實施例中的充電站。在該情況下，便攜式設備21還可以經(jīng)歷枚舉處理。更具體地，如果便攜式設備21檢測到在Vbus線路上出現(xiàn)電壓(意味著充電器23與主機設備連接)，并且也確定在D+和D-線路兩者上的電壓都大于2V(塊220)，然后便攜式設備就確定已經(jīng)檢測到了USB主機或集線器(塊240)。一般的USB主機或集線器在不與另外的設備相連時，將其D+和D-線路微弱地保持在零伏。便攜式設備21然后可以向USB主機或集線器發(fā)送信號以啟動枚舉處理(塊250)，并且可以使用經(jīng)由Vbus和Gnd線路根據(jù)由USB規(guī)范強加的電能限制所提供的電能(塊260)，并與主機進行通信，從而結束例示的方法(塊270)。
當然，在這一點上，電池充電也可以執(zhí)行，但是要受制于USB規(guī)范所強加的電能約束，這將被本領域的技術人員所理解。一般在便攜式設備21向D-線路施加約零伏并向D+線路施加約5V以向主機通知該便攜式設備出現(xiàn)以及通信速度之后，枚舉處理被發(fā)起，這也是本領域的技術人員理解的。應該注意，如果沒有USB主機出現(xiàn)，如果希望，則在某些實施例中便攜式設備21可以使其一般的USB功能無效。
不同的便攜式設備類型一般具有一個或多個不同的便攜式設備充電參數(shù)，并且不同的電池類型可以類似地具有一個或多個不同的電池充電參數(shù)。表1提供了針對兩種不同類型的USB可兼容的PDA的示例性的充電參數(shù)，而表2提供了針對兩種不同類型的PDA電池的示例性的充電參數(shù)。
表1-示例性的設備充電參數(shù)


表2-示例性的電池充電參數(shù)

從表中可見，設備類型#1可以容忍高至6.0V或者低至4.0V的電壓。即，在這個范圍之外的電壓可能潛在地損壞例如接口電路31、以及便攜式設備21的其它部件。然而，在從4.8V至5.25V的范圍之外的電壓就可能損壞設備類型#2。在設備類型#1和設備類型#2之間還存在明顯的過電流限制的不同(例如800mA對400mA)。
因此，通過施加上面提到的范圍之外的電流/電壓，設置的用于為類型#1的便攜式設備充電的充電器可能引起對類型#2的便攜式設備的嚴重損壞。例如，超出最大電池充電電流可能引起對電池的損壞。這在兩種便攜式設備類型使用相同的類型的設備連接器(例如USB連接器)時可能尤其有問題。即，使用者可能假定因為設備連接器與充電器的連接器匹配，所以使用該充電器是安全的，但是這可能不是事實。
此外，即使充電器檢測到為特定電池充電的適當?shù)碾妷弘娖?，如在上面利用現(xiàn)有技術所討論的，例如特定電池可能支持在設備類型#1的可用范圍內、而在設備類型#2的可用范圍外的電壓或電流電平。因此，盡管相同的電池類型可適合于兩種設備類型，并針對這兩者具有適當?shù)墓ぷ麟妷?，但是在該電池的最大充電限制處或附近對該電池充電，可能會超出設備類型#2的可用范圍，這將被本領域的技術人員所理解。當然，反之亦然，即，給定的便攜式設備可能支持可能損壞特定電池類型的充電參數(shù)。
電池充電器23例示性地包括有與控制器27相連的一個或多個存儲器32，用于存儲不同的便攜式設備/電池充電參數(shù)。即，存儲器32針對要和電池充電器23一起使用的各個類型的便攜式設備和可再充電電池22而存儲有適當?shù)脑O備和電池充電參數(shù)，可以基于各自的設備和電池ID來存儲這些參數(shù)。作為示例，可以在針對要和充電器一起使用的各個設備/電池類型制造充電器23時，將充電參數(shù)的不同設置存儲在存儲器中。為此，存儲器32例如可以是EEPROM，EEPROM另外便利地允許新的充電參數(shù)隨后存儲到其中，這在下面將進一步討論。當然，也可以使用其它的非易失性(或者甚至是易失性)存儲器。
在塊42，充電器23根據(jù)便攜式設備返回的設備和電池ID進行檢查，以了解該設備和電池類型是否已知。如果是，則在塊43，控制器向便攜式設備21提供差錯信號，讓該便攜式設備21知道其(或者電池22)是未知的，因此不能被執(zhí)行。
在某些實施例中，電池充電器23可以進一步包括與控制器27相連的指示器33，可用于在檢測到未知的設備/電池類型時提供差錯指示。當然，如果便攜式設備23包括有它自己的指示器或者顯示器(例如，膝上型電腦、PDA、蜂窩電話等)，那么這樣的差錯指示就可以由該設備指示器(未示出)代替(或者另外)來提供。作為示例，指示器33可以是LED或者LCD指示器，盡管也可以使用其它的適合的指示器，諸如可聽的指示器。
即使設備或電池類型對于控制器27是未知的，該控制器27也可以便利地獲悉或下載針對該設備/電池的適當?shù)某潆妳?shù)。這使得充電器23可用于例如在制造充電器23時還不可用的未來的幾代或型號的設備/電池。
更具體地，在塊44，控制器27在從便攜式設備21接收到學習模式信號時，控制器27就可以輸入學習模式用于學習該新的設備/電池參數(shù)。例如，便攜式設備21可以存儲有它自己的充電參數(shù)，并且響應于從控制器27接收到的位置設備差錯信號而發(fā)送指定的學習模式信號，電池充電器23照此將識別該學習模式信號。針對可再充電電池22的充電參數(shù)例如可以存儲在它的識別電路中。
在塊45，一旦控制器27輸入學習模式，便攜式設備21的微處理器30然后就將適當?shù)某潆妳?shù)傳送到控制器，微處理器30然后將這些參數(shù)存儲在存儲器32中。新學習的充電參數(shù)然后可用于為該設備/電池類型充電，并且這些設備類型此后將會由控制器27識別。如果未接收到學習模式信號，則電池充電器23將停止充電處理(塊52)。
在塊46，如果設備和電池類型被充電器27識別，則控制器27然后基于對便攜式設備21和電池22的不同充電參數(shù)的比較，選擇實際的充電參數(shù)用于為可再充電電池充電。更具體地，在塊46，控制器可以基于不同的便攜式設備和電池充電參數(shù)中有限的一個(或多個)來選擇實際的充電參數(shù)。
使用例如根據(jù)表1和表2的以上的示例性充電參數(shù)，如果對具有類型#1的電池的類型#2的設備進行充電，則控制器27可將充電時間限制為四個小時，即使電池電壓未達到該設備的最大充電電平4.22V。類似地，控制器27也可以將充電電流限制為400mA或者將充電電壓限制在4.8-5.25V的范圍內，即使電池類型可以支持其它的值。對充電參數(shù)進行限制的其它各種選擇也是可以的，基于在此提供的示例，這對于本領域的技術人員而言是顯而易見的。
在塊47，一旦創(chuàng)建了實際的充電參數(shù)，然后充電器23就使充電電路26根據(jù)這些實際的充電參數(shù)對電池22充電。充電電路26可以包括有電源或者變壓器，用于根據(jù)實際的充電參數(shù)，將來自AC或DC電源的電能轉換為適當?shù)某潆婋妷骸．斎?，充電電?6不需要在所有的實施例中都包括有電源/變壓器。例如，在某些應用中，充電電路26可以經(jīng)由VBUS線路從主機設備接收電能(即，5V)。此外，電源例如可以攜帶在除控制器27之外的不同外殼中，諸如在墻壁插頭變壓器的殼體中?；诮o出的應用，充電電路26的各種結構對于本領域的技術人員而言是顯而易見的。
控制器27還可以使便攜式設備21識別電池22的電池充電電平，并在創(chuàng)建實際的充電參數(shù)時使用該信息。例如，可由微處理器30將電池充電電平隨便攜式設備以及電池類型一并傳送到控制器27(塊41)。如果希望，也可以在充電期間將電池充電電平發(fā)送到控制器27，以幫助確定電池22何時達到滿電荷。這可由微處理器30按照預定時間間隔來自動完成，或者例如根據(jù)控制器27的請求來完成?？刂破?7例如也可以根據(jù)表明電池何時被充滿的充電參數(shù)(例如，穩(wěn)定狀態(tài)電流值)來確定電池22何時被充滿。
另外，在塊50，控制器27也可以監(jiān)視充電電路26以檢測在電池22的充電期間的充電差錯。作為示例，這樣的充電差錯可以包括過壓或欠壓狀態(tài)、過電流或欠電流狀態(tài)、過度的溫度等。當檢測到這樣的差錯時，控制器27可以基于檢測到充電差錯而經(jīng)由指示器33(和/或便攜式設備21的指示器)提供差錯指示?？刂破?7也可以響應于該差錯狀態(tài)而采取正確的動作，諸如限制充電電壓或電流、或者終止充電，如在塊52中所例示的。如果未檢測到這樣的差錯，則在塊53，繼續(xù)充電直到預定的事件發(fā)生為止，諸如達到最大的充電時間或充電電平。
根據(jù)本發(fā)明的另一有利方面，充電器連接器24還可以承載控制器27與主機設備之間的通信信號。例如，控制器27可以基于連接到充電器連接器24的同一差分信號線路D+、D-而與主機設備進行通信。特別是，通信信號可以涉及一個或多個充電參數(shù)。即，控制器27不是從從便攜式設備本身下載充電參數(shù)或者除從便攜式設備本身下載充電參數(shù)之外，可以從主機設備下載用于未知設備/電池類型的充電參數(shù)。
當然，該結構也允許充電器連接器24承載便攜式設備21與主機設備之間的通信信號。換言之，電池充電器23因此可以用作允許便攜式設備21在充電期間與主機設備進行通信的對接站。該方案對諸如PDA的便攜式設備尤其有利。這是因為PDA不僅具有典型要求規(guī)則地再充電的便攜式電池，而且它們還典型需要與計算機同步日歷、聯(lián)系人、電子郵件以及其它數(shù)據(jù)，這將由本領域的技術人員所理解。
針對由便攜式設備21攜帶的可再充電電池22，本發(fā)明的電池充電方法方面包括將便攜式設備的設備連接器25與相應的充電器連接器24相耦連，并且將充電電路26與充電器連接器相連。該方法還進一步包括使便攜式設備21從多個不同的便攜式設備類型和不同的電池類型中識別出其相應的便攜式設備類型和其相應的可再充電電池類型，并使充電電路26基于此對可再充電電池22進行充電，這如前面所述?；谇懊娴拿枋?，另外的方法方面對于本領域的技術人員將是顯而易見的，因此在此不作討論。
現(xiàn)在返回圖5，示例性的便攜式或移動設備1000例示地包括有外殼1200、鍵盤1400和輸出設備1600。示出的輸出設備是顯示器1600，其優(yōu)選是全圖形LCD?？梢粤磉x地使用其它類型的輸出設備。處理設備1800包含在外殼1200中，并連接在鍵盤1400和顯示器1600之間。處理設備1800響應于使用者在鍵盤1400上的按鍵動作，該處理設備1800對顯示器1600的操作、以及移動設備1000的全部操作都進行控制。
外殼1200可以垂直地延長，或者可以采用其它尺寸和形狀(包括蛤殼式(clamshell)外殼結構)。鍵盤包括用于在文本輸入與電話輸入之間進行切換的模式選擇按鍵、或者其它硬件或軟件。
除處理設備1800之外，圖5中還示意性地示出了移動設備1000的其它部分。這些包括通信子系統(tǒng)1001；近程通信子系統(tǒng)1020；鍵盤1400和顯示器1600，連同其它的輸入/輸出設備1060、1080、1100和1120；以及存儲器設備1160、1180和各種其它設備子系統(tǒng)1201。移動設備1000優(yōu)選地是具有語音和數(shù)據(jù)通信能力的雙路RF通信設備。另外，移動設備1000優(yōu)選地具有經(jīng)由因特網(wǎng)與其它計算機系統(tǒng)進行通信的能力。
由處理設備1800執(zhí)行的操作系統(tǒng)軟件優(yōu)選地存儲在永久存儲器中，諸如閃存1160，但是可以存儲在其它類型的存儲器設備中，諸如只讀存儲器(ROM)或類似的存儲器元件中。另外，系統(tǒng)軟件、具體的設備應用、或者它們的部分，可以臨時地裝載在易失性存儲器中，諸如隨機存取存儲器(RAM)1180中。由移動設備接收的通信信號也可以存儲在RAM 1180中。
處理設備1800，除了其操作系統(tǒng)功能之外，還能夠使得在設備1000上執(zhí)行軟件應用1300A-1300N。用于對設備基本操作進行控制的預定的應用組，諸如數(shù)據(jù)和語音通信1300A和1300B，可以在制造期間安裝在設備1000上。另外，可以在制造期間安裝個人信息管理器(PIM)應用。PIM優(yōu)選地能夠組織和管理數(shù)據(jù)項目，諸如電子郵件、日歷事件、語音郵件、約會以及任務項目。PIM應用還優(yōu)選地能夠經(jīng)由無線網(wǎng)絡1401發(fā)送和接收數(shù)據(jù)項目。優(yōu)選地，經(jīng)由無線網(wǎng)絡1401，利用該設備使用者的所存儲的或與主機計算機系統(tǒng)相關聯(lián)的數(shù)據(jù)項目，將PIM數(shù)據(jù)項目無縫地結合、同步并更新。
通過信息子系統(tǒng)1001、并且可以通過近程通信子系統(tǒng)來執(zhí)行包括數(shù)據(jù)和語音通信在內的通信功能。通信子系統(tǒng)1001包括接收機1500、發(fā)射機1520、以及一個或多個天線1540和1560。另外，通信子系統(tǒng)1001還包括諸如數(shù)字信號處理器(DSP)1580的處理模塊和本地振蕩器(L0)1601。通信子系統(tǒng)1001的具體設計和實現(xiàn)取決于移動設備100要在其中進行工作的通信網(wǎng)絡。例如，移動設備1000可以包括通信子系統(tǒng)1001，其被設計為利用MobitexTM、Data TACTM或者通用分組無線電業(yè)務(GPRS)移動數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡進行工作，并且還可以被設計為利用諸如AMPS、TDMA、CDMA、PCS、GSM等多種語音通信網(wǎng)絡中的任一種進行工作。其它類型的獨立的和組合的數(shù)據(jù)與語音網(wǎng)絡也都可用于移動設備1000。
網(wǎng)絡接入要求根據(jù)通信系統(tǒng)的類型而變化。例如，在Mobitex和Data TAC網(wǎng)絡中，移動設備使用與各個設備相關聯(lián)的唯一的個人標識號或PIN在網(wǎng)絡上進行登記。然而，在GPRS網(wǎng)路中，網(wǎng)絡接入與設備的訂戶或用戶相關聯(lián)。因此GPRS設備要求通常被稱為SIM卡的訂戶身份模塊，以便在GPRS網(wǎng)絡上運行。
當完成了所要求的網(wǎng)絡登記或激活程序時，移動設備1000可以基于通信網(wǎng)絡1401發(fā)送和接收通信信號。通過天線1540從通信網(wǎng)絡1401接收的通信信號被傳送到接收機1500，接收機1500提供信號放大、下變頻轉換、濾波、信道選擇等，并且還可以提供模擬到數(shù)字的轉換。對接收信號的模數(shù)轉換使得DSP 1580執(zhí)行更加復雜的通信功能，諸如解調和解碼。以類似的方法，要發(fā)送到網(wǎng)絡1401的信號由DSP1580處理(例如，調制和編碼)，然后被提供到發(fā)射機1520，用于數(shù)模轉換、上變頻轉換、濾波、放大，并經(jīng)由天線1560被發(fā)送到通信網(wǎng)路1401(和多個網(wǎng)絡)。
除處理通信信號之外，DSP 1580還提供對接收機1500和發(fā)射機1520的控制。例如，在接收機1500和發(fā)射機1520中施加給通信信號的增益可以通過在DSP 1580中實現(xiàn)的自動增益控制算法來自適應地控制。
在數(shù)據(jù)通信模式中，諸如文本消息或網(wǎng)頁下載的接收信號由通信子系統(tǒng)1001進行處理，并被輸入到處理設備1800。該接收信號然后由處理設備1800進一步處理，并被輸出到顯示器1600，或者另選地輸出到某些其它輔助的I/O設備1060。設備使用者也可以使用鍵盤1400和/或某些其它的諸如觸摸盤、搖臂開關(rocker switch)、指輪的輔助I/O設備、或者其它類型的輸入設備來編輯諸如電子郵件消息的數(shù)據(jù)項目。然后可以將邊界的數(shù)據(jù)項目經(jīng)由通信子系統(tǒng)1001、通過通信網(wǎng)絡1401進行發(fā)射。
在語音通信模式中，設備的所有操作基本上與數(shù)據(jù)通信模式類似，除接收信號被輸出到揚聲器1100、并且用于發(fā)送的信號是由麥克風1120產(chǎn)生之外。另選的語音或音頻I/O子系統(tǒng)，諸如語音消息記錄子系統(tǒng)，也可以在設備1000上實現(xiàn)。另外，在語音通信模式中也可以使用顯示器1600，例如顯示主叫方的身份、語音呼叫的持續(xù)時間、或者其它的語音呼叫相關的信息。
近程通信子系統(tǒng)使得能夠在移動設備1000與其它近似的系統(tǒng)和設備之間進行通信，這些系統(tǒng)和設備不需要是相似的設備。例如，近程通信子系統(tǒng)可以包括紅外線設備以及相關聯(lián)的電路和部件、或者BluetoothTM通信模塊，以提供與類似地啟用的的系統(tǒng)和設備進行通信。
對于受益于在前面的說明中和相關聯(lián)的附圖中提出的教導的那些本領域的技術人員，會想到本發(fā)明的多種修改和其它的實施例。因此，應該理解，本發(fā)明并不限于所公開的具體實施例，旨在將那些修改和實施例包括在所附權利要求的范圍內。
工業(yè)應用本發(fā)明旨在用于便攜式設備的電池充電器以及相關的方法。
權利要求
1.一種電池充電器，包括充電器連接器，其與便攜式設備的相應設備連接器耦連，該便攜式設備包括有可再充電電池，該便攜式設備和可再充電電池各自都具有來自多個不同的便攜式設備類型和不同的電池類型中的與該便攜式設備和可再充電電池相關聯(lián)的便攜式設備類型和可再充電電池類型；與所述充電器連接器相連的充電電路；以及與所述充電器連接器和所述充電電路相連的控制器，用于使連接到所述充電器連接器的便攜式設備識別其相應的便攜式設備類型以及其相應的可再充電電池類型，并用于使所述充電電路基于此對該可再充電電池進行充電。
2.根據(jù)權利要求1所述的電池充電器，其中不同的便攜式設備類型具有至少一個不同的便攜式設備充電參數(shù)；其中不同的電池類型具有至少一個不同的電池充電參數(shù)；并且其中所述控制器根據(jù)對至少一個不同的便攜式設備充電參數(shù)和至少一個不同的電池充電參數(shù)進行的比較，來選擇至少一個實際的充電參數(shù)以對可再充電電池進行充電。
3.根據(jù)權利要求2所述的電池充電器，其中所述控制器根據(jù)至少一個不同的便攜式設備充電參數(shù)和至少一個不同的電池充電參數(shù)中限制的一個來選擇至少一個實際的充電參數(shù)。
4.根據(jù)權利要求2所述的電池充電器，其中所述控制器進一步使得便攜式設備識別電池充電電平；并且其中所述控制器根據(jù)該電池充電電平進一步選擇至少一個實際的充電參數(shù)。
5.根據(jù)權利要求2所述的電池充電器，其中所述控制器在從便攜式設備接收到學習模式信號時，輸入學習模式信號，用于學習該至少一個不同的便攜式設備或電池充電參數(shù)。
6.根據(jù)權利要求2所述的電池充電器，進一步包括至少一個與所述控制器相連的存儲器，用于存儲所述至少一個不同的便攜式設備充電參數(shù)和至少一個不同的電池充電參數(shù)。
7.根據(jù)權利要求1所述的電池充電器，其中所述至少一個實際的充電參數(shù)包括電壓參數(shù)、電流參數(shù)、以及充電時間中的至少一個。
8.根據(jù)權利要求1所述的電池充電器，其中所述控制器根據(jù)未知的便攜式設備類型或可再充電電池類型，進一步向所述便攜式設備提供差錯信號。
9.根據(jù)權利要求1所述的電池充電器，其中在對可再充電電池進行充電期間，所述控制器對所述充電電路進行監(jiān)視，以檢測充電差錯。
10.根據(jù)權利要求9所述的電池充電器，進一步包括與所述控制器相連的指示器，用于在檢測到至少一個充電差錯時提供差錯指示。
11.根據(jù)權利要求1所述的電池充電器，其中所述充電器連接器還承載在所述便攜式設備與連接到其上的主機設備之間的通信信號。
12.根據(jù)權利要求1所述的電池充電器，其中所述充電器連接器還承載在所述控制器與連接到其上的主機設備之間的通信信號。
13.根據(jù)權利要求12所述的電池充電器，其中所述通信信號涉及至少一個充電參數(shù)。
14.根據(jù)權利要求1所述的電池充電器，其中所述充電器連接器包括通用串行總線(USB)連接器。
15.一種電池充電系統(tǒng)，包括便攜式設備，其包括設備連接器并包括有可再充電電池，該便攜式設備和可再充電電池各自都具有來自多個不同的便攜式設備類型和不同的電池類型中的與該便攜式設備和可再充電電池相關聯(lián)的便攜式設備類型和可再充電電池類型；以及電池充電器，包括與所述設備連接器相連的充電器連接器，與所述充電器連接器相連的充電電路，以及與所述充電器連接器和所述充電電路相連的控制器，用于使便攜式設備識別其相應的便攜式設備類型以及其相應的可再充電電池類型，并用于使所述充電電路基于此對該可再充電電池進行充電。
16.一種針對便攜式設備攜帶的可再充電電池的電池充電方法，該便攜式設備和可再充電電池各自都具有來自多個不同的便攜式設備類型和不同的電池類型中的與該便攜式設備和可再充電電池相關聯(lián)的便攜式設備類型和可再充電電池類型，該方法包括將便攜式設備的設備連接器與相應的充電器連接器耦連；將充電電路與所述充電器連接器相連；并且使所述便攜式設備經(jīng)由所述充電器連接器來識別其相應的便攜式設備類型以及其相應的可再充電電池類型，并使所述充電電路基于此對該可再充電電池進行充電。
17.根據(jù)權利要求16所述的方法，其中不同的便攜式設備類型具有至少一個不同的便攜式設備充電參數(shù)；其中不同的電池類型具有至少一個不同的電池充電參數(shù)；并且進一步包括根據(jù)對至少一個不同的便攜式設備充電參數(shù)和至少一個不同的電池充電參數(shù)進行的比較，來選擇至少一個實際的充電參數(shù)以對可再充電電池進行充電。
18.根據(jù)權利要求16所述的方法，其中所述至少一個實際的充電參數(shù)包括電壓參數(shù)、電流參數(shù)、以及充電時間中的至少一個。
19.根據(jù)權利要求16所述的方法，還包括根據(jù)未知的便攜式設備類型或可再充電電池類型，向所述便攜式設備提供差錯信號。
20.根據(jù)權利要求16所述的方法，還包括在對可再充電電池進行充電期間，對所述充電電路進行監(jiān)視，以檢測充電差錯。
21.根據(jù)權利要求16所述的方法，其中所述充電器連接器還承載在所述便攜式設備與連接到其上的主機設備之間的通信信號。
22.根據(jù)權利要求16所述的方法，其中所述充電器連接器包括通用串行總線(USB)連接器。
全文摘要
一種電池充電器，可以包括與便攜式設備的相應設備連接器接合的充電器連接器，該便攜式設備具有可再充電電池。該電池充電器還可以包括與充電器連接器相連的充電電路，以及與充電器連接器和充電電路相連的控制器。該控制器可用于使連接到所述充電器連接器的便攜式設備從多個不同的便攜式設備類型和不同的電池類型中識別其相應的便攜式設備類型以及其相應的可再充電電池類型，并用于使充電電路基于此對該可再充電電池進行充電。
文檔編號H02J7/00GK1914582SQ200480041223
公開日2007年2月14日 申請日期2004年6月29日 優(yōu)先權日2004年2月11日
發(fā)明者邁克爾·L·珀迪, 賴安·米切爾·貝恩 申請人:捷訊研究有限公司