CN101611524B - 便携式电源供应 - Google Patents

Abstract

一种系统(600)包括功率装置(602)和电子装置(604)。电子装置(604)包括可再充电电源(610)和装置电气电路(614)。功率装置(602)根据充电模式(630)、扩展使用模式(632)和限定能量模式(634)中的至少一种模式给可再充电电源(610)供应功率。

Description

便携式电源供应

本申请要求2007年1月25日提交的、标题为“External DevicePower Supply”的美国临时专利申请序列号60/897,410的权益。

背景技术

本发明通常涉及电子装置，更具体地，涉及与给电子装置供应功率相关的装置和方法。

诸如移动电话的便携式电池供电装置的扩散普及在过去的几年中显著增加并预期该趋势会持续。电话通常使用嵌在电话内以提供所需功率的可再充电电池。电池给电话供电的时间长度主要取决于电池的大小和嵌入电话内的能量消耗部件的数量。响应于用户的需求，手机制造商给电话部件并入了例如发送和接收数码图片和/或文本消息的能力。遗憾地是，这些部件的包括通常会在给手机供电的可再充电电池方面设置其它的要求。最终的结果是由于增加的功率需要使得手机的工作时间变得越来越短。在对电池设置的电需求增加的同时，手机的尺寸和重量在减小以减小电话的尺寸。由于手机的尺寸减小了，嵌入手机内部的电池盒的尺寸也会减小。这两种趋势(即，增加的电需求和减小的电池尺寸)的存在已经使使许多手机用户经历由于他们的电话的电池在不合适的时刻耗尽所造成的失败的电话呼叫或数据传输。使该问题难以解决的其它趋势是大部分手机需要具有特定尺寸和形状特征的电池。为了鼓励消费者从手机制造商购买替换电池，制造的手机所具有的电池具有独特外形、锁定机构、电压要求等。此外，嵌入手机内部的再充电端口会限制能够连接到手机的充电器的类型。总起来说，这些因素限制了消费者用其它电源供应迅速替换耗尽的电池的能力。

发明内容

本发明的实施例从外部向电子装置提供功率。结果，可以使电子装置操作的时间段延长而超出内部电池的限制。

根据本发明的一个实施例，公开了一种外部功率装置。该装置包括用于容纳一个或多个电池单元的电池盒以及从电池盒获得功率并以选定的电压电平和电流将功率提供给例如电子装置的电路。

公开了其它系统、方法和装置。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的外部供电系统100的框图。

图2是根据本发明的实施例的供电电路的框图。

图3是示例说明各种电池化学物质的能量密度的图表。

图4是示例说明各种电池化学物质的比容量的图表。

图5A、5B和5C是示例说明供电电路的电路图。

图6描述了包括功率装置和电子装置的设备。

图7描述了用户界面的方面。

图8描述了用户界面的方面。

图9描述了方法。

具体实施方式

通过提供从外部供应的功率，本发明的实施例会使电子装置操作便利。结果，可以使电子装置操作超过内部电池限制的延长的时间段。

外部功率装置的功能或用途在于给内部电源供应再充电，例如电子装置中嵌入的Li离子电池。本发明还包括提供特定量及特定电压和电流特性的补充功率，以在没有特意给装置的内部电池充电的情况下延长装置的运行时间或使用。这是通过将外部功率装置的输出特性(即最大电流)限制到这种程度来实现的：使正确连接至装置但又足够低以使外部电源的新尺寸、形状、类型或化学物质(chemistries)可行。

图1是根据本发明的实施例的外部供电系统100的框图。该系统100包括电子装置102和外部功率装置108。

电子装置102包括装置电路106和内部电源供应104。电子装置102包括像这样的多种装置：例如，便携式电子装置、非便携式电子装置、移动电话、个人数字助理(PDA)、笔记本电脑、智能电话、便携式数字音频装置、多媒体装置等。作为实例，电子装置102可以包括移动电话或无线电话，它具有除了发出和接收语音呼叫之外的特征，例如，发送和接收数码图片和/或文本消息的能力、浏览互联网、听音乐、看视频内容和执行其它多媒体功能。注意，以上特征通常会增加功率消耗并会减少运行时间。

电子装置102可以包括没有示出的其它组件，例如，输入/输出装置、图形显示器、音频装置、记录组件、文本便笺簿、触摸屏、键盘、耳机插孔、附属接口(功率和数据)等。装置电路106控制和/或执行装置的操作。例如，装置102是手机，装置电路106可以控制接收和发送语音呼叫信息等。装置电路106一般依靠从内部电源供应104接收的功率进行工作。可选地，装置电路106可以依靠从交流电源(未示出)接收的功率进行工作。

内部电源供应104给装置电路106供应功率。内部电源供应104通常会以适合于装置电路106工作的电压电平和电流供应功率。内部电源供应104，例如，可以由包括原电池(primary)和/或蓄电池(secondary)的一个或者多个电池单元组成。电池单元可以是适当的化学物质，例如锂离子、镍金属氢化物等。在一个实例中，在内部电源供应104中使用可再充电的锂离子电池。通常，锂离子电池会提供比其它电池类型例如碱性电池更高的电流输出。更高的电流输出可以是装置电路106的要求。

外部功率装置108包括供电电路110和电源112。电源112根据包括但不限制于电压范围、电流范围、峰值电压、峰值电流、持续时间等的第一特性来供电。电源112，例如，可以包括一个或多个电池单元，其包括原电池和/或蓄电池、燃料电池、太阳能电池、光生伏打电池、曲柄发电机等。电池单元可以具有适当的化学物质，例如镍金属氢化物、碱性、锂、锌空气棱形(zinc-air-prismatic)(ZAP)等。

各种适当的化学物质可以用于如上所述的一个或者多个电池单元。各种化学物质具有包括每单元标称电压、比能Wh/Kg、g/Ah、Ah/Kg、倍率性能(rate capability)等性质。例如，AA型号的碱性电池和AA型号的锂电池(LiFeS₂)具有大约1000mW的倍率性能。具有与AA型号的电池类似体积的锌空气棱形电池具有大约500mW的倍率性能。

图3是示例说明本发明中可以使用的各种电池化学物质实例的能量密度的图表。应该明白，碳-Zn、碱性、Li-FeS2和Li-MnO2化学物质是一次(primary)系统，NiMeH、Li-Ion、锂离子聚合体化学物质是二次(secondary)化学物质，并且燃料电池和Zn-空气化学物质表示有前途的新概念。注意，锌空气棱形会提供碱性的两倍多的能量密度。

图4是示例说明本发明中可以使用的各种电池化学物质实例的比容量的图。注意，锌空气会提供碱性的三(3)倍多的容量。还要注意，在1000Wh/Kg处估计燃料电池且运行时间为一百加(100+)小时。

供电电路110从电源112接收功率，并根据包括但不限制于电压范围、电流范围、峰值电压、峰值电流、持续时间等的第二特性提供转换的功率。第二特性通常与电子装置102的要求相关。在一个实例中，第二特性包括以比第一特性更高的速率提供电流。在另一实例中，供电电路110会提供具有包括比第一特性的电压和电流更高的电压和电流的第二特性的转换的功率。

转换的功率的第二特性可以根据一种或者多种操作模式而变化。例如，充电操作模式可以提供具有相对高电流的转换的功率以便便利充电。作为另一实例，扩展使用操作模式可以提供具有相对低电流和/或有限持续时间的转换的功率，以便允许装置102操作而避免给内部电源供应104充电。作为另一实例，周期模式可以在有限的持续时间内周期性地供应功率。

在一个实例中，使用两个AA碱性电池单元作为电源112的外部功率装置108能够提供680mA，并限制于125mA的较低水平。对于充电模式可能需要680mA，而对于扩展使用模式仅需要125mA。在给电子装置的操作提供足够的功率同时，较低的功率电平会将两个AA碱性电池单元的负载从2.5W减小到0.5W，例如，依照诺基亚2-mmDC充电接口规格的那些功率电平，这可以在

http://sw.nokia.com/id/3378ff2b-4016-42b9-9118-d59e4313a521/Nokia_2-mm_DC_Charging_Interface_Specification_v1_2_en.pdf找到。

减小的负载，在上面的实例中减小到1/5，允许这种外部功率装置108使用更长的持续时间。

在另一个实例中，代替碱性电池，使用碳锌AA型号的电池作为电源112。碳锌电池一般比碱性电池成本低并且能够适合用于扩展模式。

在另一实施例中，可以使用锌空气电池作为电源112。对于与可以具有如图3和4所示的其它化学物质的电源相比，它们较高的能量密度和比容量能够允许对外部功率装置108的更轻、减小的体积需求。

图2是根据本发明的实施例的供电电路200的框图。供电电路200根据第一特性或电源特性接收功率并根据第二特性或选择的输出特性供应功率。

通常，供电电路200根据电源特性、应用或使用模式等调整功率转换装置的输出。电源特性包括工作电压、电流输出、功率输出等。应用或者使用模式可以包括对于外部装置的功率需求、预期的用途等作为选择的输出特性。

供电电路200包括控制电路214和功率转换电路216。控制电路214例如从原电池接收非转换的功率218并且根据选择的输出特性提供转换的功率220。控制电路214可以改变非转换功率218的特性和/或直接将功率222传送到功率转换单元216。另外，控制电路214可以改变来自功率转换单元216的转换的功率224的特性，和/或将转换的功率224直接传送为功率输出220。另外，控制电路214控制并指引功率转换电路216的操作。控制电路214会根据电源特性和选择的输出特性调整功率转换电路216的输入和/或与功率转换电路216通信。例如，控制电路214会根据用作电源的特定化学物质的开路电压来调整输入。作为另一实例，控制电路214可以根据扩展使用功率限制，例如50mW/h，来调整输入和/或通信。

通常，功率转换单元216根据输入和/或通信的信息将输入功率转换成输出功率。功率转换单元216根据一个或多个控制输入和/或通信的信息将输入功率222转换成输出功率224。适当的功率转换装置的实例是从以色列特拉维夫的Techtium有限公司(www.techtium.com)获得的TEC 103DC-DC转换器和电荷控制器集成电路。然而，可以使用其它合适的功率转换单元。

图5A、5B和5C是示例说明根据本发明可以使用的供电电路实例的电路图。通常，供电电路会根据电源特性、应用或者使用模式等调整功率转换装置的输出。电源特性包括工作电压、电流输出、功率输出等。应用或者使用模式可以包括对于外部装置的功率需求、预期的用途等。

图5A-C中的电路是示例说明在供电电路内部使用TEC103作为功率转换装置的实例。应该注意，可以使用其它电路和/或其它功率转换装置用来代替TEC103。参考图5A-C，使用各种外部组件来配置功率转换电路的工作参数。所示电路的示例性修改使其能够根据ZAP电池进行工作。在一个实例中，变化包括使R7的值从0.082欧姆增加到0.30欧姆的值。增加R7的值会降低供电电路的总的最大输出电流。注意图5C中的R7对应于TEC103数据表中的Rsensel。降低输出电流能够使ZAP电池以使用扩展方式以相对低电流提供能量，而以更高输出电流运行将超出ZAP电池的能力。还考虑调整其它组件以便促进用于特定应用的功率转换效率。考虑的变更包括改变感应器L1和或其它定时和滤波组件例如Rt、Cin和Cout。功率转换电路的第二种变更可以说明ZAP电池化学物质相对于碱性、LiFeS2或其它标称1.5V电池系统的略低的工作电压。图5A-C的其它可能的变更包括改变由给TEC103的Valk管脚提供信号的R14和R22组成的分压器。在一个这种变更中，R22从750千欧姆的值变到1.2兆欧姆，因此使出现在Valk的电压信号比它在其它情况时高，因此会补偿ZAP电池的较低的工作电压。还考虑图5A-C中的电路的其它变更，包括改变启动参数以使ZAP电池能够在相对高需求的情况下在启动期间可靠地执行。

可以意识到，根据本发明替换实施例，其它供电电路是可考虑的并且包括提供其它合适的电池化学物质作为电源。

还考虑其它的变更以及使用其它的功率调节控制器。

现在转到图6，设备600包括便携式功率装置602和便携式电子装置604。

便携式电子装置604被配置成当从固定电源例如AC输电线或者车辆电气系统中断开时正常工作。示例性电子装置604包括但不限制于用户、商业以及工业电气和电子装置，例如关于电子装置102的上述装置、闪光灯或其它光源、光学和其它扫描仪或读取器诸如便携式条形码扫描仪、和电测量设备或环境测量设备例如电压表、电流表、温度计等。

电子装置604包括外壳606，如所示，外壳606容纳有电连接器608、可再充电的电源610和装置电气电路614。

被配置用于与连接器608电功率传送的可再充电的电源610包括能量存储装置或者如下装置：例如一个或多个蓄(可再充电的)电池、超级电容器或者其它电容性能量存储装置，或其它电源例如关于电源112的上述那些电源。

装置电气电路614同样地与可再充电电源610电功率传送，它使用来自电源610的功率以执行电子装置604的功能。电路614的特性以及其电压、电流和电功率需求，通常取决于装置604的性质和功能。同样地，可再充电电源610的性质和能力通常取决于装置604和电路614的需要。注意，装置电气电路614可以包括功率转换器，它会将电源610的输出转换为电路614所需要的电压和/或电流电平。

通过电连接器608提供用于给可再充电电源610再充电的功率。注意，可以在连接器608和可再充电电源610之间插入再充电电路以控制电源610的再充电。连接器608还可以提供在装置电气电路614和其它外部装置之间的信号或其它连接。

可再充电电源610通常用外部电源612例如从诸如AC输电线的固定电源接收功率的常规供电柜(power cube)、从车辆电气系统接收功率的适配器等进行充电。当便携式操作时，装置604通常会与电源612断开，在这种情况下，装置电气电路614从可再充电电源610接收工作功率。当然，装置604的使用时间会受可再充电电源610的能量存储容量限制。

继续参考图6，功率装置602包括外壳624，其容纳有电源接收区626、电源供应618、控制器622、用户界面620和电连接器650。

装置602优选具有易让人携带的尺寸和外形。例如，外壳624的形状因素可以像这样，装置602易用手携带或者放入口袋、钱包、背包、家用或书桌抽屉、汽车手套箱等中。适合的形状因素包括从美国密苏里州圣路易斯的Energizer公司可获得的已知Energi To Go^TM和用于iPod装置的Energi To Go^TM。

电源接收区626接收电源616。该电源可以包括例如一个或多个原电池(单独使用)或蓄电池、电容性能量存储装置、太阳能电池、手动曲柄等的电源，其具有适当的装置和包括关于电源112的上述那些的化学物质，。在一个实施中，通过可拆卸盖子进入电源接收区626，以便用户根据需要能够容易地插入新电池或者其它电源和/或者从电源接收区626移除耗尽的电池或者其它电源。因此，当便携式操作时，功率装置602通常不会连接到固定电源。

电源供应618从电源616接收功率并且产生具有电子装置604所需要的电压、电流和/或功率电平的电源供应输出。

控制器622控制电源供应618的操作。如所示例的，控制器622会使电源供应618在充电模式630、扩展使用模式632和限定能量模式634中的一种或多种模式中工作。在这点上，应该注意，控制器622不需要是分立的或单独的控制器而可以与电源供应618结合在一起。

当在充电模式630中工作时，控制器622使电源供应618以相对高的速率(例如，以相对高的功率或电流级)给电子装置604/可再充电电源610提供能量以便便利可再充电电源610的充电。优选地，在可再充电电源610部分或充分放电的情况下，功率电平也足够给装置电气电路614提供工作功率。这种布置可以如下表示：

等式1

P_功率装置＝P_{装置电气电路}+P_充电

其中P_功率装置是由功率装置602供应的功率，P_{装置电气电路}是由装置电气电路614汲取的功率，而P_充电是用于给可再充电电源610充电的功率。当在充电模式630下工作时，可以将功率提供给电子装置604直到可再充电电源610基本完全充电或以不同方式达到希望的充电状态。一旦可再充电电源610如期望地被充电，功率装置602就可以与电子装置604断开并且电子装置604利用来自可再充电电源610的功率工作。

充电模式630可以用于代替或补充外部电源612的用途。假设，例如，电子装置包括手机以及可再充电电源610至少部分放电。然而，用户在旅行或者在其它情况下不能使用外部电源612，但还希望确保适当给可再充电电源610充电。经由各自的连接器608、650，用户连接功率装置602与电子装置604。功率装置602供应用于给可再充电电源610充电的能量。注意，如所述，用户可以在充电过程期间使电子装置604工作。一旦将期望的电荷给予可再充电电源610，用户就可以将功率装置602与电子装置604断开。

虽然这种方法可以有效，但用于给可再充电电源610提供充电能量和给装置电气电路614提供工作功率两者所需要的相对较高的漏速率(drain rate)会有害地影响电源616的寿命。另外，在耗尽电源616之前可以得到的充电循环的数量会有些限制。

当在扩展使用模式632下工作时，控制器622会使电源供应618工作以便由电源供应618提供的功率的时间平均约等于装置电气电路614汲取的功率的时间平均，因此避免特意给可再充电电源610充电：

等式2

P_功率装置≈P_{装置电气电路}

这种方法给装置电气电路614提供工作功率而制止了对可再充电电源610充分充电或放电。换句话说，功率装置602提供的功率和装置电气电路614汲取的功率是平衡的。使用这种方法可以延长电子装置604的工作时间，同时相对于功率装置602在充电模式630下工作时汲取的功率，减小从电源616汲取的功率。

再次以手机为例，假定可再充电电源610至少部分放电。用户可能希望在午餐时间期间离开他的或她的办公室时或者外出办事时使用手机，但可能担心错过重要的电话。经由各自的连接器608、650，用户连接功率装置602与电子装置604。功率装置602供应功率以用于维持可再充电电源610的充电的近似状态。一旦办完差事或者用户再次使用外部电源612，用户可以将功率装置602与电子装置604断开。

在这种意义上，应该理解，功率装置602供应的功率和电子装置604汲取的功率不需要精确平衡。然而，优选地，在预期用户在常规使用过程中“桥接该间隙”的那些时间段期间可再充电电源610基本不充电或放电。

扩展使用方式632可以以不同方式来实现。在持续功率模式中，再次根据期望的常规使用，在持续的基础上将功率供应给电子装置604，所供应功率的时间平均约等于装置电气电路614汲取的功率的时间平均。在非持续功率模式中，可以周期性地或者以其它方式时不时地供应功率达有限的持续期间。因此，功率装置602提供的瞬时功率可能大于装置电气电路614汲取的功率，其中以减小的占空比供应功率：

等式3

占空比·P_{功率装置瞬时}≈P_{装置电气电路平均}

其中0＜占空比＜100％，P_{功率装置瞬时}是功率装置602供应的瞬时功率，而P_{装置电气电路平均}是装置电气电路614汲取的功率的平均时间。

注意，一般，通过使用电流感测电阻器或其它传感器来测量供应给装置的功率或者通过感测或者以其它方式确定装置电气电路614汲取的工作功率，可以得到更精确的平衡。

当在限定能量模式634下工作时，控制器622使电源供应618给电子装置604供应限定的能量数量或份额。

在一个实施中，关于电源616的能量存储容量来限定能量的数量。因此，可以选择能量的数量或份额以便在变成放电之前预期电源616能够以限定的次数供应电子装置604。例如，可以选择能量份额，以便在变成放电之前能够使用电源616以在大约五(5)和二十(20)次之间供应电子装置604。甚至更优选地，可以选择能量份额以便在进行放电之前预期电源616能够在大约七(7)和十(10)次之间供应电子装置604。

在这点上，应该理解，不需要绝对精确地确定使用循环的数量。例如，向用户提供在耗尽之前电源616的预期使用次数的大概期望或者理解就可能足够了。

由于放电速率能大大地影响电源616的存储容量(例如，在某些电池技术诸如碳锌和较小程度上碱性的情况下)，因此可能预期在扩展使用模式632下工作以延长电池的寿命。还可以使用扩展使用模式632来增加具有相对有限的倍率性能的电源616的应用范围(例如碳锌或者锌空气电池)。

另外或者可选地，关于可再充电电源610的能量存储容量可以确定电源616的能量存储容量和能量数量或份额。因此，该份额可以被选择成对应于可再充电存储装置610的能量存储容量的大概百分比。例如，能量份额可以被选择成对应于可再充电能量存储装置610的容量的大约百分之十(10％)和百分之二十五(25％)之间。

因此，在一个示例性实施例中，用户大概预期在需要对电源616替换或再充电之前他或她可以增加大约一(1)条(bar)或者给手机充电大约七(7)到十(10)次。

再次，不需要绝对精确地确定百分比。例如，向用户提供功率装置602将供应充电的大约“四条或五条中的一个”的大概期望或者理解可能就足够了。

限定能量模式634可以以不同的方式来实现。在基于时间的实施中，将以限定的时间量给电子装置604供应能量。因此，控制器622可以包括定时器642和/或连接检测器644。定时器642可以包括数字或模拟定时器或计数器电路、电阻器-电容器(RC)网络等；连接检测器644可以包括电流、电压或功率传感器、机械连接传感器等。响应于被检测的而启动定时，并且比较测量的时间和期望的时间段。在时间段期满时，通过适当的停机电路628例如半导体或机电开关或其它适当的电源供应停机电路，控制器622使电源供应终止给电子装置604供应功率。

在监控能量实施中，例如根据其中计算给电子装置供应的电流的时间积分的库仑计算技术，测量或者以其它方式监控给电子装置604供应的能量。比较供应的能量和期望值，相应地终止功率的供应。注意，还可以结合基于时间和监控能量的实施。还可以考虑其它的实施，包括考虑诸如给电子装置610供应能量的速率之类的因素的那些实施。

注意，结合充电模式630或者扩展使用模式632，可以实现限定能量模式634。

再以手机为例，假定可再充电能源610至少部分放电。经由各自的连接器608、650，用户连接功率装置602与电子装置604。功率装置602给电子装置604供应要求的能量。如果结合充电模式630工作，则供应能量直到传送了要求的能量数量。如果结合扩展使用模式632工作，则将保持可再充电电源610的大概的充电状态。一旦供应了要求的能量数量，即使用户忽略了断开功率装置602与电子装置的连接，也会终止功率的供应。当然，如要求的，用户也可以断开功率装置602与电子装置604的连接。

任选的用户界面620允许用户改变功率装置602的工作和/或给用户提供工作信息。例如，用户界面可以包括允许用户启动或终止给装置604供应功率的按钮或开关。在功率装置支持多于一个模式630、632、624时，用户界面620还可以包括允许用户在支持的模式中选择的模式选择器开关或其它输入。另外或可选地，用户界面可以包括指示功率装置602正在向电子装置604供应功率和/或选择的模式630、632、634的显示器或其它指示器。

现在将关于图7描述用户界面实施，其特别适用于支持限定能量模式634的功率装置。如所示的，用户界面包括能量变化按钮或者开关702、704和用户可见的显示器或者指示器706。如图7所示，例如通过常规的膜或者按钮开关，将能量变化开关702、704实施为瞬时按钮。按下或启动能量增加开关702会增加要求的能量，同时按下或启动能量增加开关会减小要求的能量。在一个实施中，响应于各个开关702、704的启动，指示器706会递增或递减以指示限定能量值的当前设置。在基于时间实施的情况下，显示器还可以指示大概要求的连接时间(例如，10、20或30分钟)。另外，指示器706提供指示在电源616变成放电之前使用循环剩余的大概数量的信息。这可通过递增(或递减)每个使用循环的显示来实现。

注意，考虑用户界面的变形。例如，可以去掉开关702、704中一个。另外，如图8所示，可以将能量变化开关802实施为滑动或其它开关，它的位置用于选择要求的能量数量。注意，如所示的，可以去掉显示器706。事实上，还可以去掉能量变换开关702、704、802。

关于图9现在将描述系统的操作。

在902，用户连接功率装置602与电子装置604。如上所述，例如，通过装置各自的电连接器650、608可以提供连接。

在904启动从功率装置602到电子装置604的功率供应。在一个实施中，响应于检测到的装置连接而自动执行该启动。在由用户界面620支持时，响应于用户的输入可以启动功率的供应。依照功率装置602支持的功能，根据充电630或者扩展使用632模式可以供应功率。注意，还可以以比装置电气电路614汲取的速率相对更低的速率供应功率，在这种情况下，可再充电电源将会逐渐耗尽，虽然会比没用功率装置602时更慢。

在支持限定能量模式634的功率装置602的情况下，例如通过基于时间、被监控的能量或者其它实施，在906启动对供应能量的测量。

在由功率装置602支持时，例如通过用户界面620，可以在908改变要求的能量和/或模式。注意，还可以通过来自电子装置604的信号改变要求的能量和/或模式。还应该意识到，可以在过程的其它点例如在步骤902之前或之后改变期望的能量和/或模式。

在910将功率供应给装置。

再次，在支持限定能量模式634的功率装置602的情况下，在912比较供应的能量与要求的能量。在没有传送要求的能量时，在910继续该过程。

如果传送了要求的能量，在914终止功率的供应。注意，在支持时，通过用户界面620或者另外通过来自电子装置604的信号可以终止功率的供应。

在916，按照要求用户断开功率装置602与电子装置604的连接。

应该意识到，在该过程的不同步骤期间按照要求用户还可以操作电子装置604。

注意，当功率装置602已经被描述为外部装置时，它还可以在电子装置604的内部或者以其它方式形成电子装置604的一部分。

参考优选实施例已描述了本发明。当然，基于阅读和理解前述描述，其他人将会想到更改和变更。意指将该发明解释为包括所有更改和变更，只要该修改和变更落入所附权利要求及其等价物范围内。

Claims (46)

1.一种给装置(604)供应电功率的设备，该装置(604)包括第一可再充电电源(610)和与该可再充电电源有功率传送的装置电气电路(614)，该设备包括：

电源接收区(626)；

电源供应(618)，其从在接收区中接收的第二电源(616)接收功率并给该装置供应功率；以及

控制器(622)，其控制电源供应(618)的操作并使得该电源供应根据第一扩展使用模式工作，在第一扩展使用模式中，由该电源供应供应的功率和该装置电气电路汲取的工作功率处于平衡，其中通过装置电气电路的操作基本上没有改变第一可再充电电源的充电状态，

其中电源供应根据第二充电模式给该装置供应功率，在第二充电模式下由电源供应供应的功率的时间平均大于装置电气电路汲取的工作功率的时间平均，其中使用来自第二电源的功率给可再充电电源充电。

2.如权利要求1所述的设备，其中当已经由电源供应供应了限定的能量数量时，该控制器(622)会使电源供应终止给该装置供应功率。

3.如权利要求2所述的设备，其中控制器包括测量在电源供应给装置供应功率期间经过的时间的定时器(642)。

4.如权利要求1所述的设备，包括部件(622、634)，该部件用于将电源供应供应的平均功率限制为约等于装置电气电路汲取的平均功率的水平。

5.如权利要求1所述的设备，其中电源供应根据如下关系给装置功率：

占空比·P_{功率装置瞬时}≈P_{装置电气电路平均}。

6.如权利要求1所述的设备，其中电源接收区接收两节电池。

7.如权利要求1所述的设备，其中电源接收区接收具有大于600Wh/L的能量密度的锌空气电池。

8.如权利要求1所述的设备，包括装置。

9.如权利要求1所述的设备，其中第一可再充电电源被部分放电。

10.一种给装置(604)供应功率的方法，该装置(604)包括第一可再充电电源(610)和与该第一可再充电电源(610)有功率传送的装置电气电路(614)，该方法包括：

从第二电源(616)接收功率；

使用电源供应以从第二电源给装置供应功率；

在装置电气电路的操作期间，根据在供应的功率和装置电气电路汲取的工作功率之间保持平衡状态的扩展使用模式，使电源供应工作，

其中电源供应根据第二充电模式给该装置供应功率，在第二充电模式下由电源供应供应的功率的时间平均大于装置电气电路汲取的工作功率的时间平均，其中使用来自第二电源的功率给可再充电电源充电。

11.如权利要求10所述的方法，包括使用控制器(622)来将供应功率的时间平均保持为约等于电气电路汲取的功率的时间平均的值。

12.如权利要求11所述的方法，其中控制器包括感测供应给该装置的电流的传感器。

13.如权利要求10所述的方法，其中供应包括持续地供应功率。

14.如权利要求10所述的方法，其中给装置供应的瞬时功率和占空比的乘积约等于装置电气电路汲取的平均功率。

15.如权利要求10所述的方法，其中电源包括原电池。

16.如权利要求15所述的方法，其中原电池包括碱性或碳锌电池。

17.如权利要求15所述的方法，其中装置包括手机。

18.如权利要求10所述的方法，其中第一可再充电电源至少部分放电。

19.一种给便携式装置(604)供应电功率的便携式设备，该便携式装置(604)包括第一可再充电电源(610)和与该第一可再充电电源有功率传送用于从那里接收工作功率的装置电气电路(614)，该设备包括：

电源接收区(626)；

电源供应(618)，其从接收区中接收的第二电源(626)接收功率，并向第一可再充电电源供应功率；

控制器(622)，其根据限定能量模式使电源供应给第一可再充电电源供应功率，在该模式中电源供应供应限定的能量数量，

其中电源供应供应的功率的时间平均大于装置电气电路汲取的工作功率的时间平均，由此使用来自第二电源的功率给第一可再充电电源充电。

20.如权利要求19所述的设备，其中控制器使电源供应以限定的时间段给可再充电电源供应功率。

21.如权利要求20所述的设备，包括测量时间段的定时器。

22.如权利要求20所述的设备，包括可拆卸地电连接电源供应和装置的连接器以及检测电源供应和装置之间连接的连接检测器(644)，其中响应于检测的连接启动该时间段。

23.如权利要求22所述的设备，包括允许用户改变时间段的用户界面(620)。

24.如权利要求19所述的设备，包括允许用户限定能量数量的用户界面(620)。

25.如权利要求24所述的设备，其中用户界面允许用户启动从电源供应到装置的功率供应。

26.如权利要求24所述的设备，其中用户界面包括能量变化开关(702、704、802)，能量变化开关的激活会改变限定的能量数量。

27.如权利要求26所述的设备，其中开关包括能量增加瞬间开关，该能量增加瞬间开关的激活会增加限定的能量数量。

28.如权利要求19所述的设备，其中该设备包括指示器(706)，该指示器指示电源供应已供应限定的能量数量的次数。

29.如权利要求19所述的设备，其中限定的能量数量在第二电源的能量存储容量的5％和20％之间。

30.如权利要求19所述的设备，其中限定的能量数量在第二电源的能量存储容量的10％和25％之间。

31.如权利要求19所述的设备，其中限定的能量数量在第一可充电电源的能量存储容量的10％和25％之间。

32.如权利要求19所述的设备，其中，当第一可再充电电源至少部分放电时，电源供应供应的功率和装置电气电路汲取的工作功率处于平衡，其中通过装置电气电路的操作基本上没有改变第一可再充电电源的充电状态。

33.如权利要求19所述的设备，其中第二电源包括电池并且该装置包括手机。

34.一种给便携式装置(604)供应功率的方法，该便携式装置(604)包括第一可再充电电源(610)和与该第一可再充电电源(610)有传送以便从那里接收工作功率的装置电气电路(614)，该方法包括：

使用从第二电源(616)接收能量的便携式设备(602)的电源供应(618)以给该装置供应功率；

比较由电源供应供应的能量和要求的能量；

至少部分基于比较结果终止来自电源供应的功率供应，

其中比较包括将电源供应已给装置供应功率的时间与要求的时间段相比较。

35.如权利要求34所述的方法，包括：

检测电源供应与装置的连接的启动；

响应于检测的连接，启动供应的步骤。

36.如权利要求35所述的方法，包括：

断开电源供应与装置的连接；

重复检测和启动的步骤。

37.如权利要求34所述的方法，其中该方法包括测量由电源供应供应的能量并且该比较包括将测量的能量与要求的能量相比较。

38.如权利要求34所述的方法，其中要求的能量数量在第二电源的能量存储容量的5％和20％之间和在第一可再充电电源的能量存储容量的10％和25％之间。

39.一种给装置(604)供应电功率的设备，该装置(604)包括第一可再充电电源(610)和与该可再充电电源有功率传送的装置电气电路(614)，该设备包括：

电源接收区(626)；

电源供应(618)，其从接收区中接收的第二电源(616)接收功率并给该装置供应功率；和

控制器(622)，其控制电源供应(618)的操作并使电源供应以充电模式(630)、扩展使用模式(632)和限定能量模式(634)中的一种或者多种进行工作，

在充电模式中，由电源供应供应的功率的时间平均大于装置电气电路汲取的工作功率的时间平均，其中使用来自第二电源的功率给可再充电电源充电，

在扩展使用模式中，由该电源供应供应的功率和该装置电气电路汲取的工作功率处于平衡，其中通过装置电气电路的操作基本上没有改变第一可再充电电源的充电状态，以及

在限定能量模式中，电源供应供应限定的能量数量。

40.如权利要求39所述的设备，其中当电源供应供应了限定的能量数量时，控制器(622)使电源供应终止给该装置供应功率。

41.如权利要求40所述的设备，其中控制器包括测量在电源供应给装置供应功率期间经过的时间的定时器(642)。

42.如权利要求39所述的设备，包括部件(622、634)以用于将由电源供应所供应的平均功率限制为约等于装置电路汲取的平均功率的水平。

43.如权利要求39所述的设备，其中电源供应根据如下关系给该装置供应功率：

占空比·P_{功率装置瞬时}≈P_{装置电气电路平均}。

44.如权利要求39所述的设备，其中电源接收区接收两节电池。

45.如权利要求39所述的设备，其中电源接收区接收具有大于600Wh/L的能量密度的锌空气电池。

46.如权利要求39所述的设备，包括该装置。

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