CN101238626B - 用于便携设备的电池充电器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于便携设备的电池充电器。该电池充电器用于为多种类型的便携设备充电，并包括：充电针壳体，其包括多个其间具有预定间距的充电弹簧针；移动电机，其用于检测电池的插入并使所述充电针壳体向内和向外滑动；以及充电控制器，该充电控制器用于在所述充电针壳体滑动期间，在检测到插入的电池的充电端子与所述多个充电弹簧针中的两个以上的充电弹簧针接触时，使所述移动电机的操作暂停，并用于通过连接至充电电路的所述两个以上的充电弹簧针对该电池快速充电。根据本发明，无论包括手机在内的不同便携设备的电池端子的尺寸、极性以及位置的差异如何，便携设备的用完电的电池都可被容易地充电。

Description

用于便携设备的电池充电器
技术领域
本发明涉及一种用于多种便携设备的电池充电器，更具体地涉及这样一种用于多种便携设备的电池充电器，无论包括手机在内的不同便携设备的电池端子的尺寸、极性以及位置的差异如何，该电池充电器都会为便携设备的放过电的电池容易地充电。
背景技术
在市场上销售和使用着诸如手机、数码相机、DMP、PMP、MP3P和PDA之类的便携设备。公众对便携设备的需求急剧增涨。由于便携设备根据其型号和制造商而需要不同类型的电池，已出现了无论手机类型如何都可为其电池充电的通用充电器。
然而，用于手机的通用充电器尺寸大，而且使用者必须亲自调整充电针以使充电针与电池的充电端子接触。因此，该充电器不方便且有时需要服务提供商提供充电服务。
此外，尽管可得到通过将充电器的连接器插入手机的针式连接器而对电池进行充电的通用充电器，但是需要对整个手机而不是电池本身进行充电，这会引起手机受损、失效或被破坏。而且，该通用充电器充电速度非常慢，且不能用于具有不同类型的针式连接器的各种移动设备的电池。
发明内容
技术问题
因此，需要这样一种用于多种便携设备的电池充电器，无论包括手机在内的不同便携设备的电池端子的尺寸、极性以及位置的差异如何，该电池充电器都会使便携设备的放过电的电池容易地充电。
技术方案
为了实现本发明的目的，提供一种用于为多种类型的便携设备充电的电池充电器，该充电器包括：
充电针壳体，该充电针壳体包括多个其间具有预定距离的充电弹簧针；
移动电机，该移动电机用于检测电池的插入并使所述充电针壳体向内和向外滑动；以及
充电控制器，该充电控制器用于在所述充电针壳体滑动期间，在检测到插入的电池的充电端子与所述多个充电弹簧针中的两个以上的充电弹簧针接触时，使所述移动电机的操作暂停，并用于通过连接至充电电路的所述两个以上的充电弹簧针对该电池快速充电。
所述充电针壳体的所述多个充电弹簧针以这样的方式布置：布置十五到二十五个预定间距在1到2mm范围内的充电弹簧针，并且其中，所述多个充电弹簧针中的每一充电弹簧针均包括：内表面充电弹簧针，该内表面充电弹簧针用于通过与插入的电池的内充电端子接触而为该电池充电，该内表面充电弹簧针在其端部具有从所述充电针壳体的内侧向上突出的水平接触突起；以及多个底面充电弹簧针，它们用于通过与插入的电池的底面充电端子接触而为该电池充电，各所述多个底面充电弹簧针均在其端部具有从所述充电针壳体的内侧向前突出的垂直接触突起。
所述内表面充电弹簧针从所述充电针壳体的下部延伸而形成圆形张力部，并向前垂直弯曲而形成水平面，在该内表面充电弹簧针的端部形成沿着倾斜面向上突出的所述水平接触突起；并且其中，各所述多个底面充电弹簧针从所述充电针壳体的下部延伸而形成半圆形张力部，在该底面充电弹簧针的端部处形成沿着斜面向前突出的所述垂直接触突起。
当两个以上的充电弹簧针与电池的阳极和阴极接触时，所述充电电路与该电池一起形成电闭合回路；与阳极相连的充电弹簧针的电压读数为大约3.6V，与阴极相连的充电弹簧针的电压读数为0V，而未连接的充电弹簧针的电压读数为大约1.2V，借此识别出所述多个充电弹簧针中哪些与电池的阳极和阴极相连，从而导通与连接至阳极的充电弹簧针相连的P通道FET(场效应晶体管)，并导通与连接至阴极的充电弹簧针相连的N通道FET；并且通过使电流经过P通道FET、电池的阳极、电池的阴极、N通道FET和地而为电池完全充电。
有益效果
根据本发明，无论包括手机在内的不同便携设备的电池端子的尺寸、极性以及位置的差异如何，便携设备的放过电的电池都可被容易地充电。
此外，充电针壳体的充电弹簧针的数量可自由增加，充电弹簧针之间的距离可根据便携设备的电池调节，因而该充电器可容易地充电并可适于不同类型的电池，从而在移动时代提高移动设备的适用性。
而且，该充电器可安装在诸如车站、地铁、银行窗口、旅游和休闲场所、咖啡厅和旅馆的贵宾房之类的公共场所，供已经长时间使用了移动设备的人很快解决由电池用完电带来的不便。
附图说明
图1是表示根据本发明的充电器的整体构思的视图。
图2是表示根据本发明的与布置在电池内表面的充电端子接触的底面充电弹簧针的垂直接触突起的视图。
图3是表示根据本发明的与布置在电池内表面的充电端子接触的内表面充电弹簧针的水平接触突起的视图。
图4是表示根据本发明充电弹簧针、P通道FET和N通道FET之间的连接关系的视图。
附图标记说明
10：充电针壳体
11：充电弹簧针
12：内表面充电弹簧针
13：水平接触突起
14：圆形张力部
15：底面充电弹簧针
16：垂直接触突起
17：半圆形张力部
20：移动电机
30：充电控制器
40，50：电池
41，51：充电端子
具体实施方式
以下将参照附图详细描述本发明的优选实施方式。
图1是表示根据本发明的充电器的整体构思的视图，图2是表示根据本发明与布置在电池底面的充电端子接触的底面充电弹簧针的垂直接触突起的视图，图3是表示根据本发明与布置在电池底面的充电端子接触的内表面充电弹簧针的水平接触突起的视图，图4是表示根据本发明充电弹簧针、P通道FET和N通道FET之间的连接关系的视图。
用于为多种类型的便携设备充电的电池充电器包括：充电针壳体10，其在水平方向和垂直方向上包括多个其间具有预定距离的充电弹簧针11；移动电机20，其用于使充电针壳体10向内滑动，然后使充电针壳体10向外滑动；充电控制器30，其用于在通过移动电机20移动的充电针壳体10的多个充电弹簧针11与电池40和50的充电端子41和51接触时，为电池40和50快速充电。
充电针壳体10的多个充电弹簧针11中的每一充电弹簧针以这样的方式布置：十五到二十五个充电弹簧针11布置成其间的预定距离在1到2mm的范围内。多个充电弹簧针11中的每一充电弹簧针均包括：内表面充电弹簧针12，其用于通过与插入的电池40的内充电端子41接触而为电池40充电，其中内表面充电弹簧针12在其端部具有从充电针壳体10的内侧向上突出的水平接触突起；以及多个底面充电弹簧针15，它们用于通过与插入的电池50的底面充电端子51接触而为电池50充电，其中所述多个底面充电弹簧针15中的每一个均在其端部具有从充电针壳体10的内侧向前突出的垂直接触突起。
移动电机20检测电池40和50的插入并使充电针壳体10向内或向外滑动。充电针壳体10可利用布置在充电针壳体10的侧部的小齿轮(未示出)和齿条(未示出)而通过移动电机的旋转力运动，或者通过利用弹簧(未示出)紧固充电针壳体10的第一侧并经由一绳(未示出)将充电针壳体10的第二侧固定到电机轴上，并通过移动电机卷绕该绳而使充电针壳体10向内或向外运动。
在充电针壳体10的滑动期间，在检测到插入的电池40和50的充电端子41和51与多个充电弹簧针11中的两个以上的充电弹簧针11接触时，充电控制器30使移动电机20的操作暂停以使充电针壳体10停止滑动，并通过与充电电路相连的所述两个以上的充电弹簧针11对电池40和50快速充电。可通过安装在充电器的前面板上的显示器显示电池40和50的当前已充电量及剩余量以及充电所需的时间。
另一方面，插入的电池40和50而不是充电针壳体10可前后滑动。在这种情况下，充电针壳体10保持固定状态，移动电机20使电池40和50向内和向外滑动。可使用各种装置移动电池40和50。例如，可在电池40和50插入的位置安装橡胶辊(未示出)，并且可利用移动电机操作该橡胶辊从而使电池40和50前后滑动。
以下描述用于多种便携设备的电池充电器的使用方法。
如图1所示，当将便携设备的用完电的电池40和50(在其内表面的端部或其底面上形成有充电端子41和51)插入充电器时，传感器(未示出)检测到该插入并将信号传送给充电控制器30。于是，充电控制器30使移动电机20旋转以使充电针壳体10沿着布置在该充电针壳体10的底面或侧部处的滑动轨道向内滑动。充电控制器30使充电针壳体10向外滑动以搜寻插入的电池40和50的充电端子41和51的阳极和阴极。
当相对于充电弹簧针11的多个底面充电弹簧针15的垂直面向前突出的垂直接触突起16或者相对于多个内表面充电弹簧针12的水平面向上突出的水平接触突起13与布置在电池40和50的底面或内表面的端部处的充电端子41和51接触时，充电控制器30检测到该接触而开始对电池40和50快速充电。
如图2所示，假定插入充电器的电池40的充电端子41布置在内表面的端部处，充电控制器30使最初向外伸出的充电针壳体10朝内侧缓慢滑动。当相对于充电针壳体10的水平面向上突出的内表面充电弹簧针12的水平接触突起13与电池40的充电端子41接触时，充电控制器30转换成快速充电状态。
在即使充电针壳体10位于最内区域，内表面充电弹簧针12的水平接触突起13也未识别到电池40的充电端子41时，充电控制器30假定充电端子51布置在电池50的底面处，并通过控制移动电机20而使充电针壳体10向外滑动。当相对于充电针壳体10的垂直面向前突出的底面充电弹簧针15的垂直接触突起16与电池50的充电端子51接触时，充电针壳体10暂停，并且充电控制器30转换成快速充电状态。
当充电针壳体10向内滑动然后向外滑动到最外区域，而电池40和50的充电端子41和51都不与充电弹簧针11接触时，充电控制器30确定电池40和50的插入位置不正确，通过显示器或声音告知使用者需要重新插入电池，并将自身重置到初始状态，并保持可立即启动快速充电的待用状态。充电针壳体10可初始定位在最外位置。当然，插入充电器的电池40和50通过固定装置(未示出)固定以使得电池40和50不会沿水平方向前后移动。
由于充电针壳体10的充电弹簧针11在与电池40和50的充电端子41和51接触时应平滑运动，所以充电针壳体10的充电弹簧针11的形状和形式非常重要。因此，内表面充电弹簧针12从充电针壳体10的下部向上延伸并向前垂直弯曲而形成水平面，其中在垂直弯曲部之前形成圆形张力部14，并在该内表面充电弹簧针的端部形成沿着倾斜面向上突出的水平接触突起13，而底面充电弹簧针15从充电针壳体10的下部延伸，向前垂直弯曲而形成水平面并再次垂直向上弯曲，其中形成半圆形张力部17，并在该底面充电弹簧针的端部处形成沿着斜面向前突出的垂直接触突起16。
当然，内表面充电弹簧针12和底面充电弹簧针15具有在沿向前或向上方向突出的状态下足以与电池40和50的充电端子41和51接触并在充电端子41和51移走时足以平稳恢复的弹性。实际使用时充电弹簧针11应当忍耐非常严峻的环境，从而需要足够的耐用性。因此，其形状和材料非常重要。可使用第一到第N个充电弹簧针11，其中充电弹簧针11的数量由并列的充电弹簧针11之间的距离以及其总宽度确定，而总宽度由覆盖何种电池40和50来确定。当所述距离在1到2mm的范围内而充电弹簧针11的数量在15到25的范围内时，基本上可为所有类型的便携设备的电池40和50充电。
更具体地说，当将电池40和50插入充电器，并且充电控制器30处于通过利用移动电机20使充电针壳体10滑动而搜寻电池40和50的充电端子41和51的状态时，整体充电弹簧针11的电压读数为大约1.2V。在电压为在0到2.5V范围内的偏压时，大约1.2V是最优选的(充电控制器30利用微型计算机和模数转换器读出电压)。
在这种状态下，当两个以上的充电弹簧针11同时与阳极和阴极接触时，电池40和50与充电控制器30的充电电路一起形成电闭合回路。由于与阳极相连的充电弹簧针11的电压通常为大约3.6V(可根据电池40和50的状态而变化)，与阴极相连的充电弹簧针11的电压为0V，而未连接的充电弹簧针11的电压为大约1.2V，因而充电控制器30识别出充电弹簧针11中的哪个针与电池40和50的充电端子41和51的阳极和阴极相连，并使移动电机20暂停。
充电控制器30的充电电路导通与连接至阳极的充电弹簧针11相连的P通道FET，并导通与连接至阴极的充电弹簧针11相连的N通道FET，使得来自充电电源的电流流过P通道FET、电池40和50的阳极、电池40和50的阴极以及N通道FET而流向地，从而对插入的电池40和50完全充电。由于充电控制器30可从锂离子电池读出2.5V，因此作为0V和2.5V的平均值的大约1.2V是最优选的偏压。
另一方面，可通过利用移动电机20使电池40和50滑动而执行电池的充电过程。在这种情况下，除了电池40和50通过移动电机20滑动以外，电池充电过程与上述的电池充电过程相同。
工业适用性
根据本发明的电池充电器，无论包括手机在内的不同便携设备的电池端子的尺寸、极性以及位置的差异如何，便携设备的用完电的电池都可被容易地充电。因此，本发明具有工业适用性。

Claims (5)

1.一种用于为多种类型的便携设备充电的电池充电器，该充电器包括：
充电针壳体，该充电针壳体在水平方向和垂直方向上包括多个其间具有预定间距的充电弹簧针，其中每一充电弹簧针均包括：
内表面充电弹簧针，该内表面充电弹簧针用于通过与插入的电池的内充电端子接触而为该电池充电，该内表面充电弹簧针在其端部具有从所述充电针壳体的内侧向上突出的水平接触突起；以及
底面充电弹簧针，该底面充电弹簧针用于通过与插入的电池的底面充电端子接触而为该电池充电，该底面充电弹簧针在其端部具有从所述充电针壳体的内侧向前突出的垂直接触突起；
移动电机，该移动电机用于检测电池的插入并使所述充电针壳体向内和向外滑动；以及
充电控制器，该充电控制器用于在所述充电针壳体滑动期间，在检测到插入的电池的充电端子与所述多个充电弹簧针中的两个以上的充电弹簧针接触时，使所述移动电机的操作暂停，并用于通过连接至充电电路的所述两个以上的充电弹簧针对该电池快速充电，其中，两个以上的充电弹簧针与电池的阳极和阴极接触，所述充电电路与该电池一起形成电闭合回路。
2.根据权利要求1所述的充电器，其中，所述充电针壳体的所述多个充电弹簧针是十五到二十五个预定间距在1到2mm范围内的充电弹簧针。
3.根据权利要求2所述的充电器，其中，所述内表面充电弹簧针从所述充电针壳体的下部延伸而形成圆形张力部，并向前垂直弯曲而形成水平面，在该内表面充电弹簧针的端部形成沿着倾斜面向上突出的所述水平接触突起；并且
其中，所述底面充电弹簧针从所述充电针壳体的下部延伸而形成半圆形张力部，在该底面充电弹簧针的端部处形成沿着斜面向前突出的所述垂直接触突起。
4.根据权利要求1所述的充电器，其中，
与阳极相连的充电弹簧针的电压读数为大约3.6V，与阴极相连的充电弹簧针的电压读数为0V，而未连接的充电弹簧针的电压读数为大约1.2V，借此识别出所述多个充电弹簧针中与电池的阳极相连的充电弹簧针和与电池的阴极相连的充电弹簧针，从而导通与连接至阳极的充电弹簧针相连的P通道FET，并导通与连接至阴极的充电弹簧针相连的N通道FET；并且
通过使电流经过P通道FET、电池的阳极、电池的阴极、N通道FET和地而为电池完全充电。
5.一种用于为多种类型的便携设备充电的电池充电器，该充电器包括：
充电针壳体，该充电针壳体在水平方向和垂直方向上包括多个其间具有预定距离的充电弹簧针，其中每一充电弹簧针均包括：
内表面充电弹簧针，该内表面充电弹簧针用于通过与插入的电池的内充电端子接触而为该电池充电，该内表面充电弹簧针在其端部具有从所述充电针壳体的内侧向上突出的水平接触突起；以及
底面充电弹簧针，该底面充电弹簧针用于通过与插入的电池的底面充电端子接触而为该电池充电，所述底面充电弹簧针在其端部具有从所述充电针壳体的内侧向前突出的垂直接触突起；
移动电机，该移动电机用于检测电池的插入并使所述电池向内和向外滑动；以及
充电控制器，该充电控制器用于在插入的电池滑动期间，在检测到该插入电池的充电端子与所述多个充电弹簧针中的两个以上的充电弹簧针接触时，使所述移动电机的操作暂停，并用于通过连接至充电电路的所述两个以上的充电弹簧针对该电池快速充电，其中，两个以上的充电弹簧针与电池的阳极和阴极接触，所述充电电路与该电池一起形成电闭合回路。
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