CN1154373C - 能延长电池寿命的电子设备 - Google Patents

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Abstract

一种象数字宽域寻呼机之类的电子设备，其收信IC(10)能在直接由单节电池(24)供电的情况下工作，只要电池的端电压VBAT高于规定的最低电压。寻呼机的其它IC(14，16)能在与电池(24)连接的倍压器(26)提供的较高电压下工作。倍压器(26)能在VBAT低于规定的最低电压的电压值VBAT下工作。控制电路(34)确定端电压VBAT何时衰减到规定的最低电压以下，并给收信IC(10)提供从倍压器(26)来的降压电压，确保收信PC(10)的灵敏度绐终处于可接受范围内。

Description

能延长电池寿命的电子设备
技术领域
本发明涉及一种电子设备，特别涉及，但并不唯独涉及一种由多个集成电路制成、至少其中一个集成电路的工作电压与其它集成电路的不同的无线电设备。为便于说明起见，本发明将就数字单向寻呼机进行说明。
背景技术
一般说来，单向寻呼机通常有一个收信IC(集成电路)、一个解码IC和一个微处理IC，连同一个或多个换能器和一个或多个按钮，形成人-机接口。目前寻呼机中使用的集成电路，其工作在各种电压下，电压范围在0.85和3.5伏之间。单向寻呼机体积小，其电源通常是端电压为1.5伏的单节电池，再由直流-直流变换器升压成例如3伏。大家知道，直流-直流变换器的效率在60％至90％左右，这缩短了电池的有效寿命。
最近有人研制出一种新一代的收信集成电路，电路的工作电压极低，能使电路直接由单一电池供电，只要电池的端电压不下降到规定的最低工作电压以下。然而，其它象解码器和微控制器之类的IC仍然需要倍压器，因而限制了收信机直接由电池供电工作的节电效果。采用容量有限的小型电池产生的一个问题是，端电压不仅是在电池在正常需求量下漏电时下降，而且在换能器对电压的需求量较大时也下降，于是收信机的灵敏度随着在短时间内对电池电压需求量的突然增加而下降和/或波动，从而为保持收信机的灵敏度而不得不提前更换电池。
发明内容
本发明的目的是尽可能延长直接给整个电子电路的至少一部分供电的电池的使用寿命。
本发明提供的电子设备有一个容纳电池的装置、第一部分、第二部分、一个倍压装置和一个控制装置，容纳电池的装置提供端电压，第一部分设计成使其在电池的端电压等于或高于预定的最低电压时工作，第二部分设计成使其在高于电池电压的电压下工作，倍压装置供倍增电池电压并将其提供给所述第二部分，控制装置将表示端电压的电压与基准电压相比较，并在每当基准电压较高时促使电压倍增装置给所述第一部分供应电流。
本发明是基于这样的认识提出的，即每当可以由电池直接给第一部分供电而端电压下降时，为保持电路全力工作和保持灵敏度，第一部分改由倍增器供电。这样，尽管电池的端电压已下降到预定最低电压以下，第一部分仍然可以全力工作，从而延长了电池的使用寿命，因为倍增器在极低的端电压下降时也能很好的工作。这样，电池所有的有效容量即使在电池的电压级已下降到至少电子设备某些部分工作所需要的电压级以下也可用来给电子设备供电。
必要时，还可以由倍压装置产生经调节的较高电压，并配备降压装置，降低该调节的较高电压，将其提供给第一部分。
在电子设备的一个实施例中，第一部分包括集成化的无线电收信机，例如接收寻呼信号的收信机，第二部分包括至少一个寻呼信号解码器。
附图简介
现在参阅附图举例说明本发明。
图1是按本发明制造的寻呼机的方框图。
图2是控制电路一个实施例的部分以方框表示的示意图。
图3是控制电路另一个实施例的部分以方框表示的示意图。
附图中，相同的编号用以表示相应的器件。
实施发明的各种模式
参阅图1。寻呼机包括集成化的收信IC10，后者输出的信号耦合到天线12上。解码IC14耦合到收信机10的输出端，供解码经解调的信号用。微控制IC16耦合到解码IC14，供处理解码器产生的信号，并控制寻呼机的各种功能。在附图中没有示出的一个实施例中，解码器采用微控制IC16本身中的软件，从而减少了IC的数目。开关小键盘18耦合到微控制IC16上，用作人-机接口。声波换能器20耦合到微控制IC16的输出端，用来根据收到的信号提供音响警报。还可以配备其它报警器件(图中未示出)，这包括LED(发光二极管)发光器和振动器。LCD板22，包括驱动器，耦合到微控制IC16的另一个输出端。
在所示的寻呼机中，收信IC10可在规定的1.05伏最低电压一直到比如说1.5伏的电压下工作，解码IC14和微控制IC16的工作电压则较高，大约3伏左右。单节电池24耦合到倍压器26例如MAX867、单极切换开关30的一个极28和电压比较电路34的输入端32，其供电电压VBAT的最大值约为1.5伏。基准电压Vr加到比较器34的第二入端36上，比较器34提供的输出38供控制开关30之用。Vr的值由制造厂家规定，相当于IC10的最低工作电压，在此情况下为1.05伏。倍压器26产生经调节的3伏输出，该输出通过变压级40耦合到开关30的第二极42，并耦合到解码IC14和微控制IC16上。变压级40使电压下降一半左右，下降到例如1.5伏。
工作时，当电池24的端电压大于Vr(1.05伏)时，控制开关30，使其将端子28上的电池电压耦合到能以容许的灵敏度工作的收信IC10上。这时，若对电池供电量的突然要求促使电池的端电压下降到基准电压Vr以下，比较器34就促使开关30切换到端子42上，从而使倍压器26下降了的电压输出提供给收信IC10，从而保持收信IC10的灵敏度。开关30切换到倍压器26输出端至少持续到要求的浪潮终了为止。然而，由于倍压器26的效率在75％左右，电池24的耦用电流因收信IC由倍压器26供电而增加。耗用电流的这个增加是否恰当就看收信IC10的灵敏度是否保持在可接收的程度或以上从而确保仍能收到呼叫。
在电池24变质到其端电压下降到基准电压Vr以下时，比较器34就促使开关30切换到极42上，从而使收信IC10经倍压器26这个能在低到等于能使倍压器26工作的最低电压例如0.6伏左右的VBAT下工作的器件得到供电。
如果没有选择给收信IC10加上经倍压器26调节过的降压后的电压的余地，则电池一旦其端电压衰减到Vr(1.05伏)就需要报废，这是一种浪费，更何况电池可以在低到大约0.6伏的电压下仍能用来倍增电池电压以产生经调节的电压。估计这种浪费达电池容量的30％左右。
图2示出了可用在图1所示电路中的比较器34和开关30的一个实施例。电池24耦合到用作开关30、共基极连接的PNP晶体管44的发射极上。晶体管44的集电极耦合到收信机电源端子46上。收信机电源通路上配备了一个电容器48，其作用是平滑任何波纹和其它干扰，为便于说明起见，可以看到电容器48接端子46。比较器50的同相输入端52接由电阻器56，58在倍压器36来的经调节的3伏电源与电池端子之间串联连接组成的分压器的汇接点54。比较器50本身靠3伏电源工作。基准电压Vr可从经调节的电压源获取，加到比较器50的倒相输入端60上。
比较器的输出端耦合到倒相器62上，倒相器62的输入端通过电阻器64耦合到经调节的电压源上。倒相器62的输出端经电阻器66耦合到晶体管44的基极。倒相器62的输出端与端子46之间连接包括串联连接的二极管68，70的降压电路。
工作时，当VBAT大于1.05伏时，比较器50的输出端处于高电平，这意味着倒相器62的输出端处于低电平。晶体管44正向偏置且处于饱和状态，从而使电池的整个电压VBAT基本上都加到端子46上。
VBAT低于1.05伏时，比较器50的输出端处于低电平，促使倒相器62的输出端转入高电平。晶体管44处于反向偏置状态，有效地将电池与端子46断开。串联连接的二极管68，70将从倒相器62输出端获得的3伏电压降压到1.5伏，出现在端子46上。这会持续到倍压器26随着电池电压下降到其最低工作电压以下而不再工作为止。
在电池电压大于1.05伏而突然有电流需求时，VBAT临时下降到1.05伏以下，同时图中所示电路动态地工作，确保收信机电源不致下降到1.05伏以下。这样，收信机就能在VBAT高于1.05伏时有效工作，并在电池电压较低时继续工作，尽管效率较低。
为完整说明起见，电阻器56、58、64和66分别取470千欧、47千欧、100千欧和22千欧的电阻值。用这些电阻值，对于VBAT＝1.05伏和经调节电源电压＝3伏，汇接点54(或输入端52)处的电压为1.25伏。在此数字实例中，Vr＝1.25伏，这相当于1.05伏的电池电压。
必要时，晶体管44可采用场效应晶体管(FET)，其源-漏极通路连接在电池24与端子46之间，其栅极接电阻器66。
图3示出控制电路的一个实施例，其中的微控制器16监控着比较器50的输出，并给端子46提供控制直流电源切换过程的信号。
更具体地说，倍压器26、PNP晶体管44的发射极和比较器50的同相输入端52耦合到电池24的正极。基准电压Vr加到比较器50的倒相输入端60上。比较器50的输出端耦合到微控制器16上。
倍压器26的输出端耦合到端子72，端子72则耦合到象微控制器16之类需要例如3伏电源电压的那些电路元件上，并耦合到变压级40上。变压级40的输出端耦合到另一PNP晶体管74的发射极上。晶体管44，74的集电极耦合到端子46上，给其它象收信IC10(图1)之类的电路元件提供所需要的较低电压。晶体管44，74的基极接微控制器16相应的输出端76，78。电容器48耦合到端子46上以平滑提供给端子46的电压上的任何波纹和其它干扰。
假设端电压VBAT高于1.05伏，则比较器的输出端处于高电平，因而使输出端76处于高电平从而使晶体管44导通，同时输出端78处于低电平从而使晶体管74不导通。若VBAT降到Vr以下，比较器输出端的状态转入低电平，促使输出端76、78分别转入低态和高态。
通过这样做，提供给端子46的电流通过变压级40和晶体管74的发射极-集电极通路从倍压器26获得。与VBAT高于Vr时，电路恢复原状。
必要时，晶体管44，74可采用NPN晶体管或FET。
虽然上面是参照数字寻呼机说明本发明的，但本发明也适用于其它电子设备，例如象蜂窝式电话机和无绳电话机之类的手提通信设备。
通过阅续本说明书，显然本领域的技术人员还可以提出其它修改方案。这些修改方案可以包括设计、制造和使用电子设备及其组成部分时已知且可以用代替或除了这里已说明过的器件而采用其它器件。
工业上的应用
电子设备，特别是象寻呼机、无绳电话机和蜂窝式电话机之类的电信设备。

Claims (7)

1.一种电子设备，包括一个容纳电池的装置、第一部分、第二部分、一个倍压装置，所述容纳电池的装置供容纳提供端电压的电池，所述第一部分在电池的端电压等于或高于预定的最低电压时工作，所述第二部分在高于电池端电压的电压下工作，所述倍压装置适于倍增电池电压并将倍增的电压提供给第二部分，其特征在于，一个控制装置，该控制装置与所述倍压装置相耦合，适于将表示端电压的电压与基准电压相比较，且在每当基准电压较高时使电流从所述倍压装置提供给第一部分。
2.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于，倍压装置产生经调节的较高电压，且配备有降压装置，供降低所述经调节的较高电压，提供给第一部分。
3.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于，第一部分包括集成化的无线电收信机。
4.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于，第一部分包括一个集成化的无线电收信机，第二部分包括至少一个寻呼信号解码器。
5.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于，控制装置包括半导体开关装置，每当表示端电压的电压高于基准电压时该半导体开关装置正向偏置，每当基准电压更高时则反向偏置。
6.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于，第一开关装置耦合在容纳电池的装置与第一部分之间，第二开关装置耦合在倍压装置与第一部分之间，比较装置，用以将端电压与基准电压相比较，并提供表示端电压是否超过或低于基准电压的输出控制信号，逻辑装置用以根据输出的控制信号控制第一和第二开关装置，从而使第二开关装置在每当第一开关装置导通时不导通，反之亦然。
7.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于，配备有电压平滑装置，用以平滑待加到所述第一部分的电压的波纹。
CNB988014009A 1997-08-01 1998-04-20 能延长电池寿命的电子设备 Expired - Lifetime CN1154373C (zh)

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