專利名稱：便攜式電子裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及便攜式電子裝置，例如便攜式無線通信裝置。
當(dāng)設(shè)計新的便攜式電子裝置時，一個重要的目標(biāo)是減少該裝置的功率消耗。在便攜式無線通信裝置中，電源是由一個電池，經(jīng)過一個DC/DC轉(zhuǎn)換器和一個電壓調(diào)節(jié)器供給的。通過采取減少該裝置的功率消耗的方法，可以增加該裝置的電池的壽命，由此增加通話時間和待機(jī)時間。已經(jīng)產(chǎn)生了許多關(guān)于這方面的想法。
一個蜂窩無線通信裝置中的這樣一個想法是除了正常的操作模式(通話期間)以外，還提供一個待機(jī)操作模式(或者空閑)。當(dāng)打開了該裝置，但是該裝置沒有發(fā)送或者接收任何射頻(RF)信號時，就使用該待機(jī)模式。在這種情形下，RF電路和數(shù)據(jù)處理電路可以不進(jìn)行供電，所以可以消耗較少的功率。
但是，與這種結(jié)構(gòu)相關(guān)的一個問題是在處于待機(jī)時仍然需要其它的功能，例如定時功能和用戶接口傳感功能。那些執(zhí)行這些待機(jī)功能的電路仍然需要消耗功率，而這些功率還是由電池經(jīng)過DC/DC轉(zhuǎn)換器和電壓調(diào)節(jié)器提供的。后面這兩個部件能夠消耗大量的功率，是電池功率消耗的一個重要因素，特別是該裝置處于待機(jī)模式時。
所以需要提供一個改進(jìn)的電子裝置，它消耗的功率能夠比已知的其它電子裝置所消耗的功率少。本發(fā)明希望提供能夠減輕上述缺點(diǎn)的一個便攜式電子裝置及其方法。
根據(jù)本發(fā)明的一第一方面，提供了一個便攜式電子裝置，其結(jié)構(gòu)是由電池進(jìn)行供電，并且其工作模式有一個關(guān)閉模式，一個待機(jī)模式和一個打開模式，該裝置包括基本電子電路，僅在打開模式下工作；第二電子電路結(jié)構(gòu)，在關(guān)閉模式下工作；待機(jī)電路，在待機(jī)模式下工作；一個供電電路，用于連接電池以在打開模式下向該電子裝置供電；一第二電源，在打開模式下可以被供電電路充電并且可以用于在關(guān)閉模式下向第二電子電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行供電，并且第二電源還用于在待機(jī)模式下向待機(jī)電路供電，以使供電電路在待機(jī)模式下不進(jìn)行工作。
優(yōu)選地，該便攜式電子裝置進(jìn)一步包括用于在打開模式下對該第二電源進(jìn)行充電的一個平滑充電(trickle-charge)電路。優(yōu)選地，該便攜式電子裝置進(jìn)一步包括一個開關(guān)，用于選擇性地選擇供電電路和第二電源之一來向待機(jī)電路供電。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了操作一個便攜式電子裝置的一個方法，該便攜式電子裝置用電池進(jìn)行供電，并且包括基本電子電路，僅在打開模式下工作；待機(jī)電路，在待機(jī)模式下工作；第二電子電路結(jié)構(gòu)，在關(guān)閉模式下工作，該方法包括步驟在打開模式下，經(jīng)過連接到電池的一個供電電路來向基本電子電路供電；在打開模式下向一第二電源充電；在關(guān)閉模式下，經(jīng)過第二電源向第二電子電路供電；在待機(jī)模式下經(jīng)過第二電源向待機(jī)電路供電，以使供電電路在待機(jī)模式下不進(jìn)行工作。
優(yōu)選地，第二電子電路是一個實(shí)時的時鐘電路。優(yōu)選地，該第二電源是一個鈕扣電池。優(yōu)選地，基本電路提供該裝置的主要操作特征。
優(yōu)選地，該基本電路包括一個微處理器。優(yōu)選地，在待機(jī)模式下由待機(jī)電路來監(jiān)視第二電源，以使如果第二電源的供電電壓比一個預(yù)定閾值低時，就啟動供電電路。
優(yōu)選地，該便攜式電子裝置是一個移動電話。
使用這樣的方式，提供了一個功率消耗比已知的裝置的功率消耗低的一個便攜式電子裝置。
下面參考一個圖來描述本發(fā)明的一個示例性實(shí)施方式，該圖顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個便攜式電子裝置的一個優(yōu)選實(shí)施方式。
參考

圖1，顯示了一個電池5和組成一個便攜式電子裝置(例如一個移動電話)的一部分的一個結(jié)構(gòu)10。
一個DC/DC轉(zhuǎn)換器20有一個控制輸入，并且可斷開地連接到電池5的正極和負(fù)極，以接收從電池5來的一個電池電壓并且提供一個下降的(step down)電壓。一個電壓調(diào)節(jié)器30有一個控制輸入，并且被連接成來接收從DC/DC轉(zhuǎn)換器20來的下降的電壓，以提供一個被調(diào)節(jié)的主電壓Vm。
基本電路40，例如一個移動電話的一個微處理器和功率放大器，被連接成接收該被調(diào)節(jié)的主電壓Vm，并且經(jīng)過一個總線50連接到一個待機(jī)電路60。
第二電路70，它可能是一個時鐘電路，連接到一個鈕扣電池75，該鈕扣電池75提供用于對第二電路70進(jìn)行供電的一個電壓Vb。一個平滑充電電路80有一個控制輸入，并且被連接成接收從電池5來的電池電壓，以對鈕扣電池75進(jìn)行平滑充電。
鈕扣電池電壓Vb被饋送到一個模擬到數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器95，該A/D轉(zhuǎn)換器95具有連接到總線50的一個數(shù)字輸出。
一個開關(guān)90有被連接成接收從電壓調(diào)節(jié)器30來的被調(diào)節(jié)主電壓Vm的一第一開關(guān)輸入，被連接成接收鈕扣電池電壓Vb的一第二開關(guān)輸入，以及下面將要被進(jìn)一步描述的一個控制輸入和一個輸出。
待機(jī)電路60有連接到一個控制總線65的一個控制端，該控制總線65又分別連接到開關(guān)90，平滑充電電路80，電壓調(diào)節(jié)器30和DC/DC轉(zhuǎn)換器20的控制輸入。待機(jī)電路60還有被連接成接收從開關(guān)90的輸出來的一個工作電壓的一個供電輸入，以使鈕扣電池電壓Vb或者被調(diào)節(jié)的主電壓Vm可以被用于向待機(jī)電路60提供工作電壓。
在工作中，該便攜式電子裝置被安排成有三個操作模式。在第一、關(guān)閉模式中，鈕扣電池75向第二電路70供電，并且結(jié)構(gòu)10的所有其它電路和元件不進(jìn)行工作。
在第二、打開模式中，裝置的功能是完全可以操作的，并且結(jié)構(gòu)10的所有其它電路和元件均進(jìn)行工作。DC/DC轉(zhuǎn)換器20和電壓調(diào)節(jié)器30向基本電路40提供電壓Vm，開關(guān)90也被設(shè)置成使用Vm向待機(jī)電路60提供工作電壓。
平滑充電電路80向鈕扣電池75進(jìn)行充電。該鈕扣電池75有一個最優(yōu)端電壓，如果該電壓被超過，就會造成損害并且減少該鈕扣電池的電荷保存能力。該A/D轉(zhuǎn)換器檢測電壓Vb并且向總線50發(fā)送表示Vb值的一個數(shù)字信號。如果Vb與最優(yōu)電壓相近或者比該最優(yōu)電壓高，待機(jī)電路60就向控制總線發(fā)送一個信號，來促使該平滑充電電路來減慢或者停止向鈕扣電池75進(jìn)行充電。
在不需要基本電路40的期間，該結(jié)構(gòu)可能進(jìn)入第三、待機(jī)模式。在這個模式中，基本電路40關(guān)閉。典型地，基本電路40將包括一個微處理器，這個微處理器將經(jīng)過總線50命令該待機(jī)電路60接管結(jié)構(gòu)10的工作。基本電路40還將命令待機(jī)電路60何時再次喚醒它。一旦基本電路40已經(jīng)關(guān)閉，它就不再需要被調(diào)節(jié)的主電壓Vm。在現(xiàn)有技術(shù)中，Vm還用于向待機(jī)電路60供電。這需要DC/DC轉(zhuǎn)換器20和電壓調(diào)節(jié)器30繼續(xù)工作。
但是，與主基本電路40相比，待機(jī)電路60進(jìn)行工作所需要的功率要小得多。所以，待機(jī)電路60經(jīng)過控制總線65發(fā)送一個控制信號，來將開關(guān)90設(shè)置成將鈕扣電池電壓Vb連接到待機(jī)電路60的功率供電輸入。一旦已經(jīng)建立了這個連接，待機(jī)電路60發(fā)送控制信號來關(guān)閉DC/DC轉(zhuǎn)換器20和電壓調(diào)節(jié)器30。
A/D轉(zhuǎn)換器95繼續(xù)監(jiān)視鈕扣電池電壓Vb，并且向總線50提供表示電壓電平的一個數(shù)字信號。待機(jī)電路60監(jiān)視該數(shù)字信號。如果鈕扣電池電壓Vb下降到不能向待機(jī)電路60提供足夠的功率，從該數(shù)字信號就可以明顯地看出來。待機(jī)電路60將首先發(fā)送一個控制信號來啟動DC/DC轉(zhuǎn)換器20和電壓調(diào)節(jié)器30，然后再發(fā)送一個進(jìn)一步的控制信號來將開關(guān)90切換回到由主調(diào)節(jié)電壓Vm向待機(jī)電路60的電源輸入供電。一鈕扣電池被損壞后可能會產(chǎn)生這種情形，這時可以提早向用戶發(fā)送一個告警信號，表示需要更換鈕扣電池。
使用這樣的方式，在待機(jī)模式期間，該鈕扣電池75被用作一個緩沖器能量源，并且在待機(jī)模式期間，大大地節(jié)省了使DC/DC轉(zhuǎn)換器20和電壓調(diào)節(jié)器30進(jìn)行工作所需要的功率。在打開模式期間，平滑充電電路80對鈕扣電池75進(jìn)行充電所需要的額外功率大大少于在待機(jī)模式期間使DC/DC轉(zhuǎn)換器20和電壓調(diào)節(jié)器30不進(jìn)行工作所節(jié)省的功率。
應(yīng)該理解，其它實(shí)施方式可以替代上面所描述的實(shí)施方式。例如，可能有其它控制總線65的結(jié)構(gòu)，例如專用控制線。
進(jìn)一步，可以使用帶電壓比較器和參考電壓的一個等效電路來替代A/D轉(zhuǎn)換器。
權(quán)利要求
1．一個便攜式電子裝置，其結(jié)構(gòu)是用一個電池進(jìn)行供電，并且其工作模式有一個關(guān)閉模式，一個待機(jī)模式和一個打開模式，該裝置包括基本電子電路，僅在打開模式下工作；第二電子電路結(jié)構(gòu)，在關(guān)閉模式下工作；待機(jī)電路，在待機(jī)模式下工作；一個供電電路，用于連接電池以在打開模式下向該電子裝置供電；一第二電源，在打開模式下可以被供電電路充電并且可以用于在關(guān)閉模式下向第二電子電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行供電，其中第二電源還用于在待機(jī)模式下向待機(jī)電路供電，以使供電電路在待機(jī)模式下不進(jìn)行工作。
2．如權(quán)利要求1的便攜式電子裝置，進(jìn)一步包括在打開模式期間向第二電源充電的一個平滑充電電路。
3．如權(quán)利要求1或者權(quán)利要求2的便攜式電子裝置，進(jìn)一步包括一個開關(guān)，用于選擇性地選擇供電電路和第二電源之一來向待機(jī)電路供電。
4．操作一個便攜式電子裝置的一個方法，該便攜式電子裝置用電池進(jìn)行供電，并且包括基本電子電路，僅在打開模式下工作；待機(jī)電路，在待機(jī)模式下工作；第二電子電路結(jié)構(gòu)，在關(guān)閉模式下工作，該方法包括步驟在打開模式下，經(jīng)過連接到電池的一個供電電路來向基本電子電路供電；在打開模式下向一第二電源充電；在關(guān)閉模式下，經(jīng)過第二電源向第二電子電路供電；在待機(jī)模式下經(jīng)過第二電源向待機(jī)電路供電，并且供電電路在待機(jī)模式下不進(jìn)行工作。
5．如前述權(quán)利要求中任何一個的電路或者方法，其中第二電子電路是一個實(shí)時的時鐘電路。
6．如前述權(quán)利要求中任何一個的電路或者方法，其中該第二電源是一個鈕扣電池。
7．如前述權(quán)利要求中任何一個的電路或者方法，其中基本電路提供該裝置的主要操作特征。
8．如前述權(quán)利要求中任何一個的電路或者方法，其中該基本電路包括一個微處理器。
9．如前述權(quán)利要求中任何一個的電路或者方法，其中在待機(jī)模式下由待機(jī)電路來監(jiān)視第二電源，以使如果第二電源的供電電壓比一個預(yù)定閾值低時，就啟動供電電路。
10．如前述權(quán)利要求中任何一個的電路或者方法，其中該便攜式電子裝置是一個移動電話。
全文摘要
提供了一個便攜式電子裝置,其結(jié)構(gòu)是由電池進(jìn)行供電,并且其工作模式有一個關(guān)閉模式,一個待機(jī)模式和一個打開模式?；倦娮与娐?僅在打開模式下工作,提供了該裝置的主要特征。第二電子電路結(jié)構(gòu),在關(guān)閉模式下工作;待機(jī)電路,在待機(jī)模式下工作。一個供電電路,用于連接電池以在打開模式下向該電子裝置供電。一第二電源,在打開模式下可以被供電電路充電并且可以用于在關(guān)閉模式下向第二電子電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行供電。進(jìn)一步,第二電源還用于在待機(jī)模式下向待機(jī)電路供電,以使供電電路在待機(jī)模式下不進(jìn)行工作。
文檔編號H02J9/06GK1237283SQ98801278
公開日1999年12月1日 申請日期1998年9月3日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月3日
發(fā)明者瑟里·阿努德, 納德米·克拉特 申請人:摩托羅拉半導(dǎo)體公司